1992 Fiscal Year Annual Research Report
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03453024
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| Research Institution | National Laboratory for High Energy Physics |
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Principal Investigator |
田中 健一郎 高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 助教授 (90106162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 信雄 千葉大, 工学部, 助教授 (40111413)
北島 義典 高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 助手 (00204892)
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| Keywords | 表面光化学 / 軟X線 / 内殻励起 / イオン分光 / イオン脱離 |
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| Research Abstract |
本研究は、固体表面での化学反応の特異性に着目して、放射光からの真空紫外光を光源とし、超高真空下で固体表面に吸着した分子の光化学反応を、光電子分光法、イオン分光法、発光分光法等を駆使して調べることにより化学反応過程の解明を目的とするものである。今年度では、以下の研究を中心に行った。
1.シリコン単結晶表面に単分子層吸着した水分子の軟X線励起イオン脱離反応を調べた。脱離イオンの同定と検出には、単バンチ運転よる放射光パルスを利用した飛行時間型イオン分光法を用いた。水分子の酸素K殻電子励起では、主に水素原子イオンと酸素原子イオンが脱離し、その収量スペクトルの形はそれぞれ異なっており、励起エネルギーに強く依存することが調べられた。同時に測定したオージェ電子収量スペクトルおよび表面の研究に初めて適用されたイオン-イオン・コインシデンス測定の結果との比較から、この系でのイオン脱離過程には、種々の電子励起過程が関与し、その結果生じる多価イオンと脱離過程中での電荷移動による中性化反応が重要な役割をしていることが明らかになった。
2.Au蒸着Si(100)基板上にスピンコートしたPMMA薄膜(100A厚)を軟X線領域の放射光で励起し、光分解反応により生成するイオン種の検出とその励起光エネルギー依存性を調べた。主な生成イオンとして、H^+、CHx^+(X=1,2,3)、OCH^+、COOCH_3^+が観測され、その収量スペクトルは、Cおよび0原子のK-吸収端近傍でそれぞれ特徴的な振る舞いを示した。CH^+とCH_2^+では、C原子のK-吸収端近傍で他のイオンには見られない鋭いピーク構造が観測された。また、側鎖の分解によるOCH^+では0原子のK-吸収端近傍で増加がみられるが、COOCH_3^+では見られないといった分子内位置選択的励起分解反応と関連する大変興味深い結果が得られた。
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[Publications] N.Ueno: "Valence bands of PMMA and photoion emission in VUV region." J. Appl. Phys.72. 5423-5428 (1992)
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[Publications] T. Goto: "An area selective and anisotropic etching of Si by Synchrotron radiation excitation:Effects of introducing O_2 molecules." Jpn. J. Appl. Phys.31. 4449-4453 (1992)
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[Publications] K.Kameta: "Photoabsorption,photoionization,and neutral dissociation cross sections of dimethylether and ethyl methyl ether in the extreme-ultraviolot range." J. Chem. Phys.96. 4911-4917 (1992)
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[Publications] 田中 健一郎: "内殻電子励起による光刺激イオン脱離過程" 表面科学. 14. 153-158 (1993)
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[Publications] N.Ueno: "Site specific photochemical reaction of PMMA by core electron excitation." Jpn. J. Appl. Phys. 32-2. 229-231 (1993)
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[Publications] H.Ikeura: "The mechanism of Ion desorption from H_2O/Si(100) by O is electron excitation." Jpn. J. Appl.Phys.32-2. 246-249 (1993)
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[Publications] K.Tanaka: "AIP Conference Proceedings NO.258 Synchrotron Radiation and Dynamic Phenomena" Amer. Inst. Phys., 691 (1992)
