Al(111)表面のN運動エネルギー誘起窒化におけるインキュベーション時間の表面温度依存性

Incubation time depending on surface temperature in Al(111) nitridation induced by kinetic energy of N

神農 宗徹*; 寺岡 有殿; 高岡 毅*; 吉越 章隆 ; 米田 忠弘*

Jinno, Muneaki*; Teraoka, Yuden; Takaoka, Tsuyoshi*; Yoshigoe, Akitaka; Komeda, Tadahiro*

473KのAl(111)表面に超音速N分子線を照射すると並進運動エネルギー1.8eVをしきい値として直接窒化反応が起こる。このとき、N原子は1nm程度バルク側に拡散していることも見いだされ、基板温度の影響を示唆する欠課を得ていたので、300Kから623Kの範囲での並進運動エネルギー誘起窒化の表面温度依存性について調べた。本来、物理吸着を経由した解離吸着では表面温度が高い時物理吸着の寿命が短くなり、反応確率は小さくなる。しかし、今回の結果では逆の傾向を示したことから、二段階の反応過程を仮定している。第一段階は非常に小さな確率でN分子が運動エネルギー誘起窒化を起こす。これは基板温度に依存してN原子が拡散し、バルク内部でより安定な吸着構造が局所的に形成される。第二段階は、その吸着構造にN分子が衝突して解離吸着が起こり表面での窒化が進行する。N原子の拡散で形成される局所吸着構造を窒化の前駆体と考え、インキュベーション時間は前駆体形成するまでに要する時間であると解釈する。

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