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Initial oxidation of Cu$$_{3}$$Pd(111) surface with hyperthermal O$$_{2}$$

超熱酸素によるCu$$_{3}$$Pd(111)表面の初期酸化

津田 泰孝*; 吉越 章隆 ; 岡田 美智雄*

Tsuda, Yasutaka*; Yoshigoe, Akitaka; Okada, Michio*

腐食の初期過程は、物質科学における中心的な研究テーマの一つである。腐食プロセスの解明および耐腐食材料の開発は工業上必須である。Cu$$_{3}$$Au(111)表面に関しては、Auリッチなサブサーフェイス層がバルクの深い酸化を抑制することが知られている。その比較として、様々な入射エネルギーの超音速ビームによるCu$$_{3}$$Pd(111)表面酸化を放射光光電子分光によって調べたので報告する。Pd内殻準位スペクトルから、酸化前の表面は、清浄化処理によって最表面へのCu原子移動とそれに伴うPdリッチな界面層の形成が示唆された。0.8eVよりも2.3eVの分子ビームの方が酸化の効率が高かった。表面温度依存性から高温では拡散原子が重要な役割を持ち、室温ではCuOが形成されることが分かった。

Initial stage of corrosion is one of the central topics in material science. It is necessary for the industrial applications to elucidate corrosion processes and to develop corrosion-resistant materials. On Cu$$_{3}$$Au(111) surface, Au rich subsurface layer prevent the oxidation deeper into the bulk. In the present comparative study, we report the results of oxidation on Cu$$_{3}$$Pd(111) with a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam with variable incident energies, using X-ray photoemission spectroscopy measurements in conjunction with synchrotron radiation. Pd core-level spectra showed that Cu segregation to topmost surface occurs to form Pd-rich interface before the oxidation. We also found that the oxidation efficiency for 2.3 eV molecular beams surpass that for 0.8 eV molecular beams. Temperature dependence indicates the role of diffusion of atoms at high temperature. Cu spectra imply CuO formation at 300 K.

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