常圧光電子分析装置の試作研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01840025
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 横山 友 大阪大学, 理学部, 教授 (10028095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福本 敬夫 大阪大学, 理学部, 教務員 (10199268) ; 文珠四郎 秀昭 大阪大学, 理学部, 助手 (80191071) ; 樋上 照男 大阪大学, 理学部, 助手 (50143821) ; 渡辺 巌 大阪大学, 理学部, 助教授 (50028239)
• Keywords: 光電子放射分光 / 表面分析 / 仕事関数 / 半導体薄膜 / 金属薄膜

Research Abstract

今年度は、昨年度までに完成させた常圧光電子分析装置を用いて、本法を表面分析法として確立するためにさらに基礎的なデ-タを収集した。
まず、蒸着したアルミニウム金属上に酸化アルミニウム層を生成させこの酸化アルミニウム層による光電子の減衰を精密に測定し、酸化アルミニウム層中の光電子の脱出深さが約11Åであることを明らかにした。この値は酸化シリコン層中の脱出深さ約15Åと同程度であり、本法が表面に対して非常に高感度であることを示している。さらに酸化アルミニウム層上に種々のアルキルシランを反応させ、炭化水素中の光電子の脱出深さを測定したところ、その値は約6Åとなった。この値は非常に小さく、本法の分析深さはXPSより小さいことがわかった。これはおそらく低速電子が炭化水素の振動励起を起こすためであると考えられる。
次に、試料としてCu-In-Se化合物半導体を選び、この組成変化の光電子放射スペクトルに及ぼす効果について検討した。組成を変化させても光電子放射しきい値はほとんど変化しないが、そのスペクトル形状は大きく変化した。そこで光電子放射スペクトルの一次微分を用いる解析法を考案した。一次微分スペクトルには、試料のフェルミ準位付近の電子構造が反映されており、この解析法により定性的であるが試料の電子構造の変化をとらえることができることがわかった。
また、生体試料などの揮発性成分をもつ試料の分析を可能にするため、光電子カウンタ-内部へ定常的に乾燥空気を導入するように装置を一部改良し、その実験条件を検討した。
最後に、これまでの研究成果をまとめ、本分析法の表面分析手段としての特徴を総合的に解析し、これを研究成果報告書にまとめた。

Research Products

• [Publications] Hideaki Monjushiro: "Ultraviolet Photoelectron Yield Spectra of Thin Gold Films Measured in Air" Analytical Sciences. 7. 543-547 (1991)
• [Publications] Hideaki Monjushiro: "Surface Analysis of Metals and Semiconductors under Air Atmosphere by Ultraviolet Photoelectron Yield Spectroscopy" Analytical Sciences Supplement. 7. 1395-1398 (1991)