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ヘリウムビームによる反応表面構造解析装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 07504008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物質変換
研究機関東北大学

研究代表者

楠 勲  東北大学, 化学計測研究所, 教授 (30025390)

研究分担者 ランゲ ハイコ  東北大学, 化学計測研究所, 助手
高岡 毅  東北大学, 化学計測研究所, 助手 (90261479)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
1997年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1996年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワード分子線 / ヘリウム散乱 / 表面 / 化学反応 / FTIR / フッ化リチウム / 差動排気 / ステッピングモーター / ヘリウム原子散乱 / 表面反応 / 表面構造 / LiF / シリコン / エチレン / ヘリウム回折
研究概要

本研究の目的は、超音速分子線技術を表面研究に応用し、表面反応や分子線エピタキシ-で作製された表面の構造をその場で観測できる装置を開発することであった。具体的には、基板表面に入射する分子の持つエネルギーをコントロールすることにより表面反応を制御すると同時に、ヘリウムビーム散乱でその特性を調べることの可能な装置の開発を最終的な目標としていた。
製作した装置は、大きく分けて、分子線作製装置、試料位置制御用マニピュレーター、回転型質量分析計(二段の差動排気系を含む)、そして真空装置本体および排気系からなる。分子線作製装置はこれまでの経験をいかしたもので、3段の差動排気、入射分子運動エネルギーのコントロール、ともに問題なく動作している。試料位置制御用ゴニオメーターについては、我々が開発した真空用ステッピングモーターを使用したことにより、ヘリウムビーム散乱を行う場合に必要な試料の高精度制御を実現した。回転型質量分析はバックグランドガスを除去するために設置した二段の差動排気系とともに試料の周りを回転できるよう設計した。
以下の実験を行い、製作した装置がほぼ目標としていた性能を持つことを確認した。1.ヘリウム原子回折実験を行った。ヘリウムビームを結晶表面に照射したときに散乱されるヘリウム原子強度の角度分布において、Lif(100)表面構造を反映したパターンを観測した。ヘリウムビームによる表面構造解析が可能てらあることが確認できた。2.Ni(100)表面上でヘリウムビーム鏡面反射強度が、表面吸着の被覆率を反映して減少する現象を観測した。3.FTIRを用いてNi(100)表面に吸着した単原子層以下のCOおよびNH_3を検出した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Nitridation processes of Si,Ti,Fe with a low enegy N_2^+ionbeam." Scanning Microscopy. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Comparison between the Reaction Mechanisms of Nitridation of Si(100) by a NH_3 Molecular Beam and by a N_2^+ Ion Beam." Surface Review and Letters. 5. 81- (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Initial stage of SiC grown on Si(100)surface." Journal of Crystal growth. 183. 175-182 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishidzuka: "Nitridation of Si(100)surface with NH_3." Applied Surface Science. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高見 知秀: "走査型オージェ電子分光法による亜鉛ドープNdFeCoB磁石の観察." 東北大学科学計測研究所報告. 46. 59-68 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Study of initial stage of SiC growth on Si(100)surface by XPS,RHEED,and SEM." Silicon Carbide and Related Materials. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Nitridation processes of Si, Ti, Fe with a low energy N_2^+ ion beam." Scanning Microscopy. (in press.).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Comparison between the Reaction Mechanisms of Nitridation of Si (100) by a NH_3 Molecular Beam and by a N_2^+ Ion Beam." Surface Review and Letters. 5. 81 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Initial stage of SiC grown on Si (100) surface" J.Crystal growth. 183. 175-182 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishidzuka: "Nitridation of Si (100) surface with NH_3." Appl.Surf.Sci.(in press.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takami: "Observation of NdFeB Magnet by Auger Electron Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Secondary Ion Mass Spectroscopy, and Atomic Force Microscopy" Bulletin of RISM,Tohoku Univ.46. 59-68 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Study of initial stage of SiC growth on Si (100) surface by XPS,RHEED,and SEM." Silicon Carbide and Related Materials. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Nitridation of Silicon,Titanium,and lron surfaces with a low energy N_2^+ion beam." Scanning Microscopy. 印刷中.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Kusunoki: "Comparison between the Reaction Mechanisms of Nitridation of Si(100)by a NH_3 molecular beam and by a N_2^+ion beam." Surface Reviews and Letters. 印刷中.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Initial stage of SiC growth on Si(100)surface" Journal of Crystal Growth. 183. 175-182 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishidzuka: "Nitridation of Si(100) surface with NH_3" Applied Surface Science. 印刷中.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 高見知秀: "オージェ電子分光、X線光電子分光、二次イオン質量分析、および原子間力顕微鏡によるNdFeB磁石の観察" 東北大学科学計測研究所報告. 印刷中.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takaoka: "Study of initial stage of SiC growth on Si(100)surface by XPS,RHEED,and SEM." Silicon Carbide and Related Materials. 印刷中.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I. Kusunoki et al.: "Reaction of Si surface with a C_2H_4 beam" Surface Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T. Takagaki et al.: "XPS study of the reaction of the Si (100) surface with a C_2H_4 beam" Appliead Surface Science. 92. 287-290 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I. Kusunoki et al.: "Si-C alloy and Si Cx layer formation on Si (100) by reaction with a C_2H_4 beam" Imst. Plys. Conf. Ser.142. 1059-1062 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I. Kusunoki et al: "Photodissociation and desorption of multilayer acetone on a Si (100) surface by 193 nm laser irradiation" Surface Science. 357-358. 693-697 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T. Takaoka et al.: "Observation of C (4×4) LEED pattern induced by reaction of Si (100) surface with C_2H_4" Surface Science. 347. 105-110 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I. Kusunoki et al.: "Comparison between the reaction mechanisms of nitridation of Si (100) by a NH_3 moleculor beam and a N_2^+ in beam" Surface Review and Letters. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 楠 勲: "表面における分子線散乱" 表面科学. 16. 587-591 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Takagaki et al: "XPS study of the reaction of the Si(100)surface with a C_2H_4 beam" Applied Surface Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Takaoka et al: "Observation of C(4×4)LEED pattern induced by reaction of S_i(100)surface with C_2H_4" Surface Science. 347. 105-110 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] I.Kusunoki et al: "S_iC alloy and S_iC_x layer formation on S_i(100) by reaction with a C_2H_4 beam" Silicon Carbide and Related Materials. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] I. Kusunoki et al: "Photo dissociation and desorption of multilayer acetone on S_i(100)surface by 193nm laser irratliation" Surface Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 亀井信一,他: "飛行時間解析法によるアンモニアクラスターの生成過程に関する研究" 東北大学科学計測研究所報告. 44. 41-51 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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