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放射光リアルタイム光電子分光で観る半導体表面の酸素分子の吸着反応

Synchrotron radiation real-time photoelectron spectroscopy study on adsorption reactions of oxygen molecule at semiconductor surfaces

吉越 章隆

Yoshigoe, Akitaka

放射光軟X線光電子分光は、固体表面の化学状態の精密分析に適した手法である。SPring-8の軟X線放射光を使うと気体孤立分子の固体表面との間で起きる化学反応を実時間"その場"観察する放射光リアルタイム光電子分光が可能となる。酸素分子による表面酸化は、半導体絶縁膜の形成などの表面機能化や燃料電池の電極反応、三元触媒反応や錆(腐食現象)などナノテクノロジー, 環境・エネルギー, 物質・材料のさまざまな研究分野に関係する重要な反応である。本稿では、シリコン単結晶の表面酸化における酸素吸着反応に焦点を当てる。著者が進めてきた一連の研究の紹介を通して、固体表面における分子吸着反応研究の重要性とそのメカニズム解明あるいは新規反応探索に対する放射光リアルタイム光電子分光の有用性を述べるとともに将来展望を試みた。

Synchrotron radiation photoelectron spectroscopy is a beneficial technique for precise analysis of chemical states of solid surfaces. Owing to its high luminosity, it ensures availability of termed synchrotron radiation real-time photoelectron spectroscopy which enables "${it in situ}$" observation of chemical reactions with gas molecules occurring at surfaces. In this review, oxygen adsorption reactions in the oxidation of silicon single crystal surfaces are focused. Through the demonstration of our research, the usefulness of synchrotron radiation real-time photoelectron spectroscopy to study molecular adsorption reactions at solid surfaces is briefly described and the future perspective would also be shown.

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