超音速分子線を用いたCuPd(111)表面上でのエチレン分子反応

Reaction of ethylene on CuPd(111) surface using supersonic ethylene molecular beam

安藤 雅晃*; 村瀬 菜摘*; 津田 泰孝   ; 山田 剛司*; 吉越 章隆 ; 岡田 美智雄*

Ando, Masaaki*; Murase, Natsumi*; Tsuda, Yasutaka; Yamada, Takashi*; Yoshigoe, Akitaka; Okada, Michio*

金属材料の酸化に伴う腐食によって、本来持っている性質が失われることがある。そこで、金属表面上にグラフェンを生成して酸化を抑制する研究が行われてきた。グラフェン成長には、通常炭化水素の暴露条件下で反応系全体を加熱しながら生成する方法がとられている。しかしこの手法では分子の並進エネルギーと表面温度のいずれの効果が反応に影響しているか明らかにされていない。そこで本研究では、低温でグラフェン生成ができる可能性のある、銅とパラジウムを組み合わせたCuPd(111)表面上でのエチレン分子反応過程を明らかにする。分子のみを活性化できる超音速分子線を用いて室温の合金試料を反応させ、表面状態の変化を放射光X線光電子分光法(SR-XPS)で追跡し、並進エネルギーと表面温度の効果を分けて議論することを目指した。実験はSPring-8 BL23SUに設置された日本原子力研究開発機構の表面化学ステーションを用いて行った。CuPd(111)試料表面は、Arスパッタリングと加熱のサイクルを繰り返すことにより、清浄化した。その後、表面に超音速エチレン分子線を照射し、表面状態を放射光X線光電子分光法(SR-XPS)で追跡した。エチレン分子線照射量が増えるにつれてC1sスペクトルが成長することがわかった。青色で示した結合エネルギー288eV付近にピークがみられ、照射量が増えるにつれて成長することがわかった。

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