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Structure of ultra-thin silicon film on HOPG studied by polarization-dependence of X-ray absorption fine structure

X線吸収端微細構造の偏光依存性により調べたHOPG表面の極薄シリコン膜の構造

馬場 祐治 ; 下山 巖  ; 平尾 法恵; 関口 哲弘 

Baba, Yuji; Shimoyama, Iwao; Hirao, Norie; Sekiguchi, Tetsuhiro

高配向性熱分解グラファイト(HOPG)表面に蒸着した単原子層以下の厚みの極薄シリコン膜の構造を、放射光を用いたX線光電子分光法(XPS)およびX線吸収端微細構造法(XANES)により調べた。0.15モノレーヤーの極薄シリコン膜のSi K-吸収端XANESスペクトルには、2つの共鳴励起によるピークが認められた。分子軌道法による計算結果および電子エネルギー損失分光法(EELS)による報告値から、これらのピークはSi 1s軌道から価電子帯の非占有$$pi$$$$^{*}$$および$$sigma$$$$^{*}$$軌道への共鳴励起によるものと同定した。XANESスペクトルの偏光依存性を測定したところ、グラファイトのC K-吸収端で報告されている結果と類似の偏光依存性が認められた。ピーク強度の偏光依存性を解析した結果、極薄シリコン膜の一部はグラフェンと類似の構造を持ち、基板表面に平行に配向していることを明らかにした。

Structures of mono-layered silicon on a highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) have been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray absorption near edge structure (XANES). For the Si K-edge XANES spectrum of the 0.15 mono-layered film, two distinct peaks were observed, which were assigned to the resonant excitations from the Si 1s into the valence unoccupied orbitals with $$pi$$$$^{*}$$ and $$sigma$$$$^{*}$$ characters. On the basis of the polarization dependences of the peak intensities, it was concluded that a part of the Si film lies flat on the HOPG surface, which supports the existence of two-dimensional graphene-like structure in mono-layered silicon.

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分野:Chemistry, Physical

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