1995 Fiscal Year Annual Research Report
時間分解分光測定によるIV族元素クラスターの表面反応と相転移の研究
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07240205
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
村上 浩一 筑波大学, 物質工学系, 教授 (10116113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧村 哲也 筑波大学, 物質工学系, 助手 (80261783)
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| Keywords | レーザーアブレーション / ナノクラスター / レーザープラズマ軟X線吸収分光 / 酸化反応 / クラスター化 / 動的機構 |
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| Research Abstract |
レーザー・アブレーションとパルス・ガス吹き付けを併用した手法、及び希ガス中でのレーザーアブレーション法により創製するSiのクラスター及び超微粒子(総称してナノクラスターと呼ぶ)について次のような研究を行った。(1)HeおよびAガス雰囲気でのSiのレーザーアブレーションを行い、レーザー照射後100nsから2550nsの間に起こるクラスター化の動的機構の研究、並びに、(2)ポリカーボネイト薄膜上にレーザーアブレーション/堆積したSiのナノクラスターに着目して、酸素ガス導入によるクラスター表面反応についての研究、である。手段として、二つの時間分解測定法(レーザープラズマ軟X線吸収分光(LAPXS)法とICCDによる発光スペクトル・発光粒子空間分布測定法)を用い、Siナノクラスター形成の動的過程を調べた。さらに、薄膜上に堆積させたSiナノクラスターの短時間に起こる表面反応、相転移の動的過程をレーザープラズマ軟X線吸収分光法により、その場診断した。
その結果、(1)については、2550nsまでに顕著なクラスター化は起こっていないことを示した。(2)次に、ポリカーボネイト薄膜上に堆積したSiのクラスターのL_<II,III>吸収端スペクトルに着目して、反応性ガスである酸素ガスを導入して、5mTorrで60秒の間、反応させ、酸化の様子を時間分解レーザープラズマ軟X線分光測定(LAPXS)法でその場診断して調べた。その結果、AFMで観測して、平均20nmの粒径にSiナノクラスターが形成されている場合に於いても、完全にSiO_2になっていることを明らかにした。これは、Siナノクラスターの反応性が極めて高いか、または、Siナノクラスターの生成量/Si原子・イオンの量が極めて低いか、このどちらかによっていると考えられる。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] N. Fukata: "Screening Effect of Binding of Si-P-H Complex in Silicon" Materials Science Forum. 196-201. 873-878 (1995)
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[Publications] K. Murakami: "Time-Resolved Spectroscopies of Laser Processing" Proc. 12th Yokohama 21st Cent. Forum. (招待講演)(印刷中). (1996)
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[Publications] K. Murakami: "Dynamics of Si Laser-Ablation Studied by Time-Resolved Soft X-Ray Absorption Spectroscopy" Proc. Intern. Symp. on Material Chemistry on Nuclear Enveronment. (招待講演)(印刷中). (1996)
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[Publications] T. Makimura: "Dynamics of Silicon Plume Generated by Laser Ablation and Its Chemical Reaetion" Proc. 3rd Intern. Conf. on Laser Ablation. (招待講演)(印刷中). (1996)
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[Publications] K. Masuda: "Effect of Ion Rose Rate on Rapid Laser Annealing of Implanted GaAs" J. Elect. Mat.25. 3-5 (1996)
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[Publications] T. Makimura: "Time-Resolvecl X-Ray Absorption Spectroscopy for laser-Ablated Silicon Particles in a Xenon Gas" Jpn. J. Appl. Phys.(印刷中) (1996)
