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深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
no journal, ,
固体表面における電子ビームのエネルギー損失過程は詳しく調べられているが、陽電子によるエネルギー損失過程の研究はほとんど報告されていない。陽電子は固体表面に対して低視射角で入射すると全反射を起こす。したがって、陽電子のエネルギー損失過程は、電子のものとは異なることが予想される。そこで本研究では、エネルギー分析器を反射高速陽電子回折(RHEPD)装置に組み込み、Si(111)-7
7表面からの陽電子のエネルギー損失スペクトルを測定した。全反射した陽電子のエネルギー損失スペクトルには、60eVまでのエネルギー範囲において、弱いゼロロスピークとシリコンの表面プラズモン励起に対応する5つの明瞭な損失ピークを観測することができた。これらの損失ピークの分布はポアソン分布でよく近似され、解析の結果、陽電子による表面プラズモンの平均励起回数は約2.6回であることがわかった。さらに、エネルギー分析していない陽電子の鏡面反射スポットの広がりも、表面プラズモンの平均励起回数2.6回を考慮することによって再現できることがわかった。以上の結果から、電子の場合に比べると、陽電子は固体表面で表面プラズモンを多数励起していることがわかった。
橋本 美絵; 深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
no journal, ,
Ge(111)-
-Sn表面は、220K以下になると33構造へ、30K以下で再び構造へ相転移する。この相転移は、光電子分光の結果からモット転移であると考えられているが、相転移のメカニズムやSn原子の変位に関しては、わかっていない。本研究では、最表面に敏感な反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、Sn/Ge(111)表面からのロッキング曲線を測定し、相転移前後における原子変位について報告する。29Kにおけるロッキング曲線の結果では、視斜角2.2
のディップと(111)ブラッグピークの位置が低視斜角側にわずかにシフトし、(111)と(222)ブラッグ反射を含む大きなピークのすそが少し拡がる変化が見られた。このロッキング曲線の違いは、33構造から構造への相転移によると考えられるが、回折パターンは33構造のままであった。また、RHEPD強度の温度依存性の測定から、低温相(33構造)においては、温度の減少に伴いフォノンモードのソフト化による強度の減少が見られた。このソフト化が30K付近で起こる相転移に関与していると推測され、さらに低温での測定を進めている。
江坂 文孝; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 間柄 正明; 篠原 伸夫
no journal, ,
本研究では、放射光からのX線を励起源とした高エネルギー光電子分光(XPS)法により、Fe-Cr(18-20%)鋼の酸化表面層の非破壊深さ方向分析を行った。大気中200C酸化では表面に鉄酸化層の形成が確認され、600C以上の酸化ではクロム酸化層の最表面での形成が支配的となった。400-800C酸化では、深さ方向での化学状態の顕著な変化はみられなかった。本法の適用と適切な解析手法の開発により、表面数nmの深さ方向の化学状態変化を詳細に調べることが可能となり、原子炉材料の表面腐食に関する研究などに威力を発揮できるものと考えられる。
山崎 竜也; 朝岡 秀人; 田口 富嗣; 社本 真一; 豊島 安健*
no journal, ,
Si上にSrTiO
を成長させるためのSrバッファー層が、Si表面を水素終端しておくことにより、12%もの格子不整合を克服し、歪みの少ないヘテロエピ層として成長することを見いだした。しかしこのヘテロエピ成長を可能にした、Si基板界面に存在する水素の役割について実験的検証は十分になされていない。そこで、この水素界面層を多重内部反射赤外分光法や中性子反射率測定により実測し複合的な解析を行った結果、ヘテロエピ成長にかかわる界面層の水素の挙動を捉えることができたので報告する。
本田 充紀; 関口 哲弘; 馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵; 成田 あゆみ
no journal, ,
L-システイン単分子膜を電気化学電極として用いた生体分子センシングが可能な電気化学セルの作製及び分子センシングについてと、電気化学センサーに向けた電気化学-蛍光XAFS複合装置開発について報告する。今回は生体分子の中で最も単純でありカルボキシル基を持つ乳酸分子をセンシングした。酸化還元反応の結果、+0.15V(v.s Ag/AgCl
KCl飽和溶液)及び-0.26Vの還元電位にL-システイン分子のアミノ基と乳酸分子のカルボキシル基の間にペプチド結合形成する還元反応ピークを確認した。還元反応ピークについてさらに詳細に解析を行った結果、表面反応率は90%以上を示すことがわかった。これは生体分子のセンシングに有効であることを示唆する。これらについてはXPSを用いた定量解析をC 1s, N 1sについて行った。また今回、電気化学-蛍光XAFS複合装置開発へ向けた、L-システイン分子の溶液環境下での蛍光XAFS測定に成功したので、合わせて報告する。
C
合金層/Si(001)酸化反応過程のリアルタイムXPS観察穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
基板歪みがp型Si(001)表面酸化に与える影響を明らかにするため、エチレン(C
H
)を用いて炭化形成したSiC合金層の酸化過程をリアルタイム光電子分光で調べた。清浄表面での酸化反応と比較することで、酸化速度の変化とC原子の挙動を調べた。実験はSPring-8のBL23SUに設置されている表面化学反応解析装置を用いて行った。酸化速度はSiC合金層表面の方が速くなった。また、バルク強度で規格化したC1s強度は表面酸化ではほぼ一定であり、界面酸化で緩やかに減少することから、C原子は脱離やSiO膜への取り込みが起こらず、Si基板内部へ拡散していることが示唆された。