表面反応分析装置の製作とそのSi(001)表面の初期酸化過程分析への応用

Manufacture of surface reaction analysis apparatus and its application to analysis of initial oxidation processes on Si(001) surfaces

寺岡 有殿; 吉越 章隆 ; 佐野 睦*

Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka; Sano, Mutsumi*

SPring-8の原研軟X線ビームラインの実験ステーションとして表面反応分析装置を設計・製作した。本装置では固体表面と気体分子の表面反応における並進運動エネルギーの影響を研究することを目的とし、超音速分子線発生装置、電子エネルギー分析器、質量分析器を設置して、おもに放射光を用いた光電子分光実験と分子線散乱実験を可能とした。本装置を用いてO分子によるSi(001)表面の初期酸化の分析を行った。理論的に予測されていたO分子が解離吸着するときのエネルギー閾値が実験的に検証された。さらにSi-2pの光電子ピークの構造から並進運動エネルギーに依存して酸化数の大きなSi原子が形成されることが明らかとなった。分子線散乱の実験においても並進運動エネルギーが2eV以上のとき表面温度が700以上でSiO分子の生成速度が急激に増大する現象が発見された。

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