| 研究概要 |
半導体表面上へ金属原子が単原子層レベルで吸着していく過程に沿って,最表面領域の原子構造と局所電子状態を並行して追跡する研究を進めた。電子状態のモニタ-には準安定原子脱励起分光(MDS)を用い,He^*原子がオ-ジェ脱励起される系として,半導体表面上のアルカリ金属吸着系を選んだ。吸着キセノン光電子分光装置の製作が本年度に間に合わなかったため,イオン散乱分光(ISS)を用いて局所構造解析を行った。
1.金属の単原子吸着層の電子状態とそれが分子の吸着・解離過程に及ぼす効果の解明:
予め酸化させた表面上に吸着したアルカリ金属原子と飛来酸素の相互作用に関する研究を行った。吸着Csの6s電子は,Siと結合しているOに影響されず,清浄Siに吸着したときとほゞ同じ電子状態を保つことが分かった。この6s電子は,気相から飛来した酸素分子に直接移行することにより,酸素の解離を促進させる。Cs吸着→酸素露出→Cs熱脱離→Cs再吸着のサイクルでSi表面酸化を繰り返し得ることを示した。
2.Cs/Si(100)表面上の酸素吸着状態のMDSーUPS同時測定による研究:
MDSによるO2pピ-ク位置がUPSによるものより約-1.0evシフトすること、両者のモニタ-領域の違いを反映したスペクトル形状などから,下地Si原子間のブリッジサイトに侵入した酸素とCsと結合した酸素が共存することを見いだした。
3.ISSの散乱He^+イオン強度の測定により,アルカリ金属はSi(100)表面の結合エネルギ-の大きいサイトから小さいサイトへと順に2段過程で吸着して行くことを示した。
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