| 研究課題/領域番号 |
00J11108
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
安 東秀 豊田工業大学, 大学院・工業研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 表面水素 / 飛行時間型電子励起脱離法 / 弾性反跳粒子検出法 / シリコン(001)表面 / 中性化率 / モノハイドライド表面 / ダイハイドライド表面 |
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| 研究概要 |
飛行時間型電子励起脱離法(TOF-ESD)は、表面水素の感度が非常に高く短時間測定が可能である(2〜3秒)ことから、触媒反応のその場観察に有効であるが、TOF-ESDでは表面水素の被覆率を知ることができない。本研究では、同一超高真空槽内でTOF-ESDの検出器以外に低速入射イオンを用いた飛行時間型弾性反跳粒子検出法(TOF-ERDA)を組み込んだ。TOF-ERDAは表面の水素被覆率を実質測定可能な手法である。これより、TOF-ESDで表面水素の吸着状態を、TOF-ERDAで表面水素の被覆率をその場観察可能である。
TOF-ESD、TOF-ERDAによる表面水素測定を触媒表面へ応用する前段階として、シリコン(001)表面への水素吸着の研究を行った。まず、清浄化されたSi(001)表面の経時変化観察を行ったところ、電子励起脱離(ESD)水素正イオン(H^+)が増加することを見出した。さらにH^+イオンと同じ増加率で酸素正イオン(O^+)も増加した。これより、表面では経時変化と共に水(H_2O)が吸着し、H_2Oの成分であるH^+、O^+がESDで観察されると結論した。さらに、Si(001)表面に水が吸着後、原子状水素を表面へ照射するとESDのH^+、O^+イオンが減少して観察された。一方で、TOF-ERDAでは水素被覆率が原子状水素照射前後で増加して観察された。これらのことから、表面に存在していた水素は原子状水素により表面で置換され、表面ではダイハイドライド相が形成され、また、ESDの単位水素被覆率当たりのH^+収量はH_2O表面ではダイハイドライド表面の約4倍と異なることを結論した。さらに、モノハイドライド相とダイハイドライド相からのESDの単位水素被覆率当たりのH^+収量についても測定を行い、ESDの単位水素被覆率当たりのH^+収量はモノハイドライド表面ではダイハイドライド表面の0.7倍と低いことを明らかにした。
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