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論文

Corrigendum to "Real time observation of oxygen chemisorption states on Si(001)-2$$times$$1 during supersonic oxygen molecular beam irradiation"

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 346, P. 580, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.02.145
 被引用回数：0 パーセンタイル：1.75(Chemistry, Physical)

We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O$$_{2}$$ molecular beam. Translational kinetic energy values of the O$$_{2}$$ molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.134$$times$$10$$^{-4}$$ eV/K. However, R = 8.617$$times$$10$$^{-5}$$ eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.

論文

Corrigendum to "Si 2p and O 1s photoemission from oxidized Si(001) surfaces depending on translational kinetic energy of incident O$$_{2}$$ molecules"

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 343, P. 212, 2015/07

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.02.146
 被引用回数：0 パーセンタイル：1.75(Chemistry, Physical)

We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O$$_{2}$$ molecular beam and O$$_{2}$$ gas. Translational kinetic energy values of the O$$_{2}$$ molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.134$$times$$10$$^{-4}$$ eV/K. However, R = 8.617$$times$$10$$^{-5}$$ eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.

論文

Corrigendum to "Coexistence of passive and active oxidation for O$$_{2}$$/Si(001) system observed by SiO mass spectrometry and synchrotron radiation photoemission spectroscopy"

寺岡 有殿; 盛谷 浩右*; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 343, P. 213, 2015/07

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.02.147
 被引用回数：0 パーセンタイル：1.75(Chemistry, Physical)

We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O$$_{2}$$ molecular beam. Translational kinetic energy values of the O$$_{2}$$ molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.134$$times$$10$$^{-4}$$ eV/K. However, R = 8.617$$times$$10$$^{-5}$$ eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.

論文

Corrigendum to "Commissioning of surface chemistry end-station in BL23SU of SPring-8" [Appl. Surf. Sci. 169-170 (2001) 738-741]

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 339, P. 158, 2015/06

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.02.144

We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O$$_{2}$$ molecular beam. Translational kinetic energy values of the O$$_{2}$$ molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.134$$times$$10$$^{-4}$$ eV/K. However, R = 8.617$$times$$10$$^{-5}$$ eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.

論文

Comparative study of oxidation on Cu and Cu$$_{3}$$Au surfaces with a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

岡田 美智雄*; 盛谷 浩右; 福山 哲也*; 水谷 啓慶*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*

Surface Science, 600(18), p.4228 - 4232, 2006/09

https://doi.org/10.1016/j.susc.2006.01.149
 被引用回数：20 パーセンタイル：64.39(Chemistry, Physical)

Cu$$_{3}$$Au(100)表面での超熱酸素分子ビームの解離吸着を放射光光電子分光で調べた。Cu$$_{3}$$Au表面での酸素吸着曲線をCuのそれと比較すると酸素分子の解離吸着がより活性障壁を持つ、すなわち、低反応性であることがわかった。低エネルギー電子線回折像(LEED)は清浄表面でC(2$$times$$2)であるが、超熱酸素分子ビームによる酸化によって1$$times$$1パターンに変化した。これは酸素の吸着で表面にCuが析出したためと解釈されている。

論文

Structure of GaAs(001)-c(4$$times$$4); Comparison of X-ray diffraction and first-principles calculation

高橋 正光; Kratzer, P.*; Penev, E.*; 水木 純一郎

Surface Science, 600(18), p.4099 - 4102, 2006/09

https://doi.org/10.1016/j.susc.2006.01.127
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.63(Chemistry, Physical)

GaAs(001)-c(4$$times$$4)表面構造をシンクロトロンを用いたX線回折で調べた。原子座標と温度因子を表面第6層目まで決定した。その結果は、Ga-As非対称ダイマーの形成を示すものであった。求められた原子座標を、第一原理計算の結果と比較した。理論的には単位胞あたり1つのGa-Asダイマーを含む構造が安定であることが示されているにもかかわらず、実験結果は3つのGa-Asダイマーを含む構造ともっともよく一致した。3つのGa-Asダイマーからなる構造が形成される理由を、2$$times$$4からc(4$$times$$4)への構造変化と関係付けて議論する。

論文

リアルタイム光電子分光によるTi(0001)表面酸化反応の観察

高桑 雄二*; 小川 修一*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

触媒, 47(5), p.352 - 357, 2005/08

Ti(0001)表面酸化反応を高輝度放射光とHe-I共鳴線を用いた光電子分光でリアルタイムモニタリングした。Ti2pとO1s内殻準位,価電子帯の光電子スペクトルから求めた酸素吸着量,酸化状態,酸化膜厚,電子状態,仕事関数の時間発展から解明した酸素吸着モデルと極薄酸化膜形成過程について解説した。

論文

Full characterization of an intense pulsed hyperthermal molecular beam

渡辺 大裕*; Che, D.-C.*; 福山 哲也*; 橋之口 道宏*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*

Review of Scientific Instruments, 76(5), p.055108_1 - 055108_5, 2005/05

https://doi.org/10.1063/1.1898204
 被引用回数：6 パーセンタイル：33.42(Instruments & Instrumentation)

強いパルス超熱分子ビームを得るための分子ビーム技術が開発された。そのビーム源はパルスバルブ,冷却水管(これは高温ノズルからの伝熱からパルスバルブを保護する),ヒーター付きのノズルから構成される。実際にHCl分子のパルスHTMBが生成されて、その特徴が(2+1)共鳴増感多光子イオン化法と生成イオンの飛行時間分析によって評価された。

報告書

高速中性原子・分子ビーム装置の製作とそのビーム特性評価

鉢上 隼介; 寺岡 有殿

JAERI-Tech 2004-066, 69 Pages, 2004/11

JAERI-Tech-2004-066.pdf:7.44MB

広い範囲の速度を持ち、化学的に活性な原子や分子のイオン及び中性粒子ビームを利用することによって、さまざまな材料表面での化学反応の研究を進展させることを目的として、高速中性原子・分子ビーム装置を製作した。本報告書では装置の詳細と、実際に発生させた酸素原子・分子のイオンビーム及び中性粒子ビームの特性について解説する。本装置はプラズマイオン源,静電レンズ系,質量選別器,電荷交換室から構成された超高真空装置である。加速エネルギーが8keVのとき全酸素イオン電流値は52マイクロアンペア、20eVのときでも17マイクロアンペアが得られている。また、質量分離も良好で、20eVのとき酸素分子イオンビームの電流値は11マイクロアンペア、酸素原子イオンビームでは5.5マイクロアンペアが得られた。イオンビームと酸素ガスとの電荷交換反応によって1平方センチメートルあたり毎秒10の12乗個程度のフラックス密度の中性原子・分子ビームが得られることがわかった。

論文

X-ray diffraction study on GaAs(001)-2$$times$$4 surfaces under molecular-beam epitaxy conditions

高橋 正光; 米田 安宏; 水木 純一郎

Applied Surface Science, 237(1-4), p.219 - 223, 2004/10

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.07.018
 被引用回数：5 パーセンタイル：29.73(Chemistry, Physical)

その場表面X線回折法により、GaAs(001)-$$(2times4)$$再構成表面を詳しく調べた。試料は、他の解析用真空槽に搬送することなく、分子線エピタキシー条件下でそのまま測定に付した。一定のAs圧下において、GaAs(001)-$$(2times4)$$構造の$$beta$$相に相当する範囲内で基板温度を上げていきながら、多数のX線回折パターンを測定した。545$$^circ$$Cまでの比較的低い温度では、測定されたX線回折パターンは$$beta$$2(2$$times$$4)表面とよく一致した。しかしながら、585$$^circ$$Cでは、$$(2times4)$$周期性をなお保ちながら、$$beta$$2(2$$times$$4)とは異なる回折パターンが得られた。この変化は、Asダイマーが一部脱離し、$$beta$$2(2$$times$$4)と$$alpha$$2(2$$times$$4)とが混在した表面になったことにより説明できる。

論文

Photoemission study of the translational energy induced oxidation processes on Cu(111)

盛谷 浩右; 岡田 美智雄*; 佐藤 誠一*; 後藤 征士郎*; 笠井 俊夫*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

Journal of Vacuum Science and Technology A, 22(4), p.1625 - 1630, 2004/08

https://doi.org/10.1116/1.1743254
 被引用回数：25 パーセンタイル：65.99(Materials Science, Coatings & Films)

超熱酸素分子線によるCu{111}表面の酸化過程を放射光を光源とするX線光電子分光により調べた。酸化の効率は被服率0.5ML以下では0.6eV酸素分子線のほうが2.3eV酸素分子線よりも高い。反対に、被服率0.5ML以上では酸化はゆっくり進み2.3eV酸素分子線の方が酸化の効率が高くなる。われわれはこの遅い酸化の反応過程について運動エネルギーの直接的な移行により酸化が進行するモデルを提案した。この結果は酸素分子線のエネルギーを変えることでCu表面における酸化過程を制御できることを示している。

報告書

Ti(0001)表面における超音速酸素分子ビーム誘起初期酸化反応

小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 水野 善之*; 頓田 英機*; 本間 禎一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右; 鉢上 隼介

JAERI-Tech 2004-046, 25 Pages, 2004/06

JAERI-Tech-2004-046.pdf:2.51MB

Ti(0001)表面の初期酸化過程を調べるために、SPring-8のBL23SUに設置されている表面化学実験ステーションの表面化学反応分析装置を用いて、酸素分子の初期吸着係数の並進運動エネルギー依存性を調べた。その結果、酸素分子の並進運動エネルギーが増加すると初期吸着係数は単調に低下していくことが明らかとなった。また初期吸着係数の酸素分子ビーム入射角度依存性を調べた。その結果、初期吸着係数は分子ビームの入射角度に依存せず一定であることがわかった。以上のことからTi(0001)表面への酸素分子の解離吸着過程はTrapping-mediated dissociative adsorption機構で進行すると結論される。

論文

Actively controlled oxidation of Cu{001} with hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

岡田 美智雄*; 盛谷 浩右; 後藤 征士郎*; 笠井 俊夫*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

Journal of Chemical Physics, 119(14), p.6994 - 6997, 2003/10

https://doi.org/10.1063/1.1615961
 被引用回数：42 パーセンタイル：78.19(Chemistry, Physical)

超熱エネルギーの酸素分子ビームを用いたCu(001)の酸化反応が放射光によるX線光電子分光法で研究された。酸化の効率は酸素ガスを用いた場合よりも大きい。2.3eVの酸素ビームを用いると0.5MLよりもさらに酸化は進むが、その効率は非常に小さい。そのような遅い酸化は表面と分子の衝突によって誘起される吸着機構によって起こる。その解離吸着反応の反応速度はラングミュア型吸着における一次の速度論で記述される。

論文

Oxidation of aqueous HF-treated Si(001) surface induced by translational kinetic energy of O$$_{2}$$ at room temperature

吉越 章隆; 寺岡 有殿

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(9A), p.5749 - 5750, 2003/09

https://doi.org/10.1143/JJAP.42.5749
 被引用回数：2 パーセンタイル：10.7(Physics, Applied)

O$$_{2}$$の並進運動エネルギーによって誘起されるHF溶液によって処理したSi(001)表面の室温酸化を放射光光電子分光法と超音速分子線技術によって調べた。室温において、0.04eVの並進運動エネルギーでは、酸化は進まないことが分かった。一方、3.0eVの並進運動エネルギーの場合は、Si$$^{1+}$$, Si$$^{2+}$$及びSi$$^{3+}$$ を含む最大Si$$^{4+}$$まで酸化が進むことが明らかとなった。最終的な酸化膜厚が0.26nmであることから、最表面のSi原子が酸化していることが明らかとなった。

論文

SiO mass spectrometry and Si-2p photoemission spectroscopy for the study of oxidation reaction dynamics of Si(001) surface by supersonic O$$_{2}$$ molecular beams under 1000 K

寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7B), p.4671 - 4675, 2003/07

https://doi.org/10.1143/JJAP.42.4671
 被引用回数：4 パーセンタイル：20.11(Physics, Applied)

Si(001)のO$$_{2}$$分子による酸化反応を860Kから1300Kの温度範囲で、かつ、O$$_{2}$$分子の運動エネルギーが0.6eVから3.0eVの範囲で研究した。表面分析には放射光光電子分光法を用いた。Si-2p光電子スペクトルを分子線を照射しながら実時間測定し、その温度依存性と運動エネルギー依存性を測定した。また、酸素同位体(質量数18の酸素)からなるO$$_{2}$$分子を用いて脱離するSiO分子を質量分析器で検出して脱離収率の温度依存性と運動エネルギー依存性を測定した。その結果、1000K以下では酸化膜形成とエッチングが共存し、同じ温度でもエッチング,酸化膜形成,両者共存の反応様式が運動エネルギーによって決まることが明らかとなった。

論文

Time-resolved X-ray diffraction study on surface structure and morphology during molecular beam epitaxy growth

高橋 正光; 米田 安宏; 井上 博胤*; 山本 直昌*; 水木 純一郎

Journal of Crystal Growth, 251(1-4), p.51 - 55, 2003/04

https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)02375-8
 被引用回数：3 パーセンタイル：22.01(Crystallography)

MBE成長のさい、二次元成長する系では、一原子層ごとの成長に対応して、RHEED強度振動がおきることが知られている。同様の回折強度振動は、X線でも見られる。一般に、回折強度Iは、表面の原子配列で決まる構造因子Fと、表面粗さ因子mとの積I=Fmで表される。従来は、回折強度Iの測定から、主に表面粗さmに着目した議論がなされていた。これに対し本研究では、散漫散乱強度の測定から、Fとmを分離した解析が可能であることを示す。基板温度435$$^{circ}C$$でGaAs(001)成長を行なったとき、成長前の表面はc(4$$times$$4)構造であるが、成長中は表面のGa濃度が増えるため、2$$times$$1構造に変化する。したがって回折強度変化には、表面粗さ以外に、Fの変化に由来する成分も含まれる。本方法により、Fとmの寄与が分離して求められた。

論文

高分解能放射光を用いたその場光電子分光法でみるSi(001)表面の酸化反応ダイナミクス

寺岡 有殿; 吉越 章隆

応用物理, 71(2), p.1523 - 1527, 2002/12

http://joi.jlc.jst.go.jp/JST.Journalarchive/oubutsu1932/71.1523

表面化学反応機構の研究にとって、入射分子の並進運動エネルギーは重要なパラメータとなる。超音速分子線と高分解能放射光を併用した表面光電子分光法を用いて、数eVの並進運動エネルギーによって誘起される新しい吸着反応がO$$_{2}$$/Si(001)系において見出され、ダングリングボンドが終端されているか否かの違いがシリコン二量体のバックボンドの酸化に決定的な影響を与えることが明らかになった。さらに、入射分子の並進運動エネルギーを制御することで、室温においてもサブナノメータの酸化膜形成が可能であることが示された。

論文

X-ray diffractometer for studies on molecular-beam-epitaxy growth of III-V semiconductors

高橋 正光; 米田 安宏; 井上 博胤*; 山本 直昌*; 水木 純一郎

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(10), p.6247 - 6251, 2002/10

https://doi.org/10.1143/JJAP.41.6247
 被引用回数：55 パーセンタイル：85.2(Physics, Applied)

III-V族半導体の結晶成長の研究を目的に、MBE装置と組み合わせた表面X線回折計を製作し、放射光施設SPring-8の実験ステーションBL11XUに設置した。成長室の壁の一部に、X 線の窓材としてBeを用いたことで、真空槽の外からX線を照射し、散乱X線を真空槽外に導いて、その場X線回折測定を行うことができる。本装置のX線回折計は、単結晶構造解析用の四軸回折計と同等の機能を有しており、広範囲の逆格子空間の強度測定に基づいた、表面原子の三次元座標の決定を可能にする。本論文では、GaAs(001) 清浄表面において、(2$$times$$4)$$beta$$2構造と一致する回折強度分布が得られたことを示す。さらに、成長中のX線回折強度を実時間測定し、成長過程の動的な解析ができることを示す。GaAs(001)上のホモエピタキシャル成長中のX線回折では、RHEED振動と同様の強度変化が明瞭に観察された。X線の場合は多重散乱が無視できるので、解析の精密化が期待できる。

論文

超音速O$$_{2}$$分子ビームで誘起されるSi(001)室温酸化の反応ダイナミクス

寺岡 有殿; 吉越 章隆

表面科学, 23(9), p.553 - 561, 2002/09

https://doi.org/10.1380/jsssj.23.553

超音速O$$_{2}$$分子ビームと放射光光電子分光法を用いて、清浄及び水吸着Si(001)表面で起こるO$$_{2}$$分子の解離吸着に対するポテンシャルエネルギー障壁を調べた。両Si(001)表面の酸素飽和吸着量をO$$_{2}$$分子の並進運動エネルギーの関数として計測した。飽和量は両表面ともに入射エネルギーに依存して増加した。特に水吸着面の酸化では2つのエネルギーしきい値が観測された。清浄表面を第一のしきい値以下のエネルギーを持つO$$_{2}$$ガスで酸化して得た飽和吸着面のSi-2p光電子スペクトルからシリコンダイマーのバックボンドに酸素が侵入するが、水吸着面では1.0eV以上の入射エネルギーでO$$_{2}$$分子が攻撃しなければダイマーはそのバックボンドが酸化されないということがわかった。このことから清浄表面ではダングリングボンド経由の吸着反応経路が開けるが、水吸着面ではHとOH終端のために酸化が抑制され1.0eVを越えるエネルギーが必要である。

論文

${it Real-time}$ observation of oxidation states on Si(001)-2$$times$$1 during supersonic O$$_{2}$$ molecular beam irradiation

吉越 章隆; 寺岡 有殿

Atomic Collision Research in Japan, No.27, p.80 - 82, 2001/00

酸素分子の並進エネルギーを2.9eVに制御した状態でSi(001)-2$$times$$1表面初期酸化状態をSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)にて実時間光電子分光測定により明らかにした。初期(約35L以下)では、Si$$^{4+}$$酸化状態は観察されず、Si$$^{1+}$$,Si$$^{2+}$$及びSi$$^{3+}$$の急激な増加が観察された。その後、Si$$^{4+}$$が観察されはじめ徐々に増加した。一方、Si$$^{1+}$$,Si$$^{2+}$$及びSi$$^{3+}$$は、減少し、特にSi$$^{2+}$$が大きく減少した。この結果、初期の酸素ドーズ量では表面ダイマーSi原子は4個の酸素原子に囲まれにくいこと、Si$$^{4+}$$が主にSi$$^{2+}$$から変化したものであることが明らかになった。また、膜厚は0.57nmであった。本研究は、Si(001)表面と酸素分子の反応ダイナミクスとして興味深いばかりでなく、熱反応によらない極薄酸化膜形成技術として、ナノテクノロジー技術の分野でも意義が大きいと考える。

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