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超熱分子ビ-ムを用いた固体表面反応の研究

研究課題

研究課題/領域番号 63430001
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理化学一般
研究機関東北大学

研究代表者

楠 勲  東北大学, 科学計測研究所, 教授 (30025390)

研究分担者 村上 純一  東北大学, 科学計測研究所, 助手 (00157752)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
29,100千円 (直接経費: 29,100千円)
1990年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1989年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1988年度: 21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
キーワード分子ビ-ム(分子線) / イオンビ-ム / 表面反応 / シリコン / レ-ザ / 炭化反応 / 酸化反応 / 分子線(分子ビ-ム) / 分子ビ-ム / 表面 / シリコン酸化反応 / 飛行時間法 / シリコンカーバイド / アセチレン / 反応 / 分子ビーム / 結晶成長
研究概要

分子線を用いる固体表面の研究として,まずシリコン(001)表面とアセチレンの反応による炭化シリコン膜の生成機構について詳細に研究した。炭化シリコン膜は1000Kより高い温度で形成されるが,入射分子線が少ない条件では表面反応が律速になり,エピタキシャル成長し,入射分子数が多くなると内部から表面へのシリコン原子の供給が問に合わなくなり,カ-ボンリッチな膜が表面に形成されて,炭化シリコン膜の成長が阻害されることが明らかにされた。
分子線をパルス化して反応生成物が現れる時問的分布を観測する方法は,分子線緩和法の一種であるが,我々はこの方法に国内で始めて挑戦し,パルス酸素分子線を用いてシリコン(001)および(111)表面からの一酸化シリコン分子の生成速度の測定に成功した。この反応では,生成物出現までに誘導時問が観測され,出現波形の解析から中問体を径る逐次反応であることが結論された。また,反応後の表面の電子顕微鏡像から,反応は不均一に進み,ステップやエッジが反応活性点であることが明らかにされた。
紫外線レ-ザ照射された固体表面と気体分子との相互作用について研究するため,レ-ザ照射に伴って表面から飛来する分子を質量分析計で検出し,分子の運動量を飛行時問法で求めた。その結果,数電子ボルトに達する高速分子が生成していることを発見した。その結果,数電子ボルトに達する高速分子が生成していることを発見した。その発生機構についてはなお研究中である。
シリコン(001)表面に,数百電子ボルトのネオンイオンビ-ムを照射すると,一部は中性化されて弾性的に散乱する。表面に水分子を吸着させてゆくと,その中性化割合は増加するが,それとは対照的にイオンによってはじき飛ばされた酸素原子は水分子の吸着と共にイオン化割合が増加するという興味ある現象を発見した。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (42件)

  • [文献書誌] 村上,純一: "Secondary emission of alkaliーmetal ions from metal surfaces by low energy ion bombardment" Nuclear Instruments&Methods in Physics Research,Section B. B33. 560-563 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上 純一: "低エネルギ-イオンビ-ム装置による二次イオン放出の研究" 真空. 31. 583-586 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田沼 肇: "Rotaional and vibrational excitation in the largeーangle scattering of Na^+ ions from N_2 molecules" Physical Review A. A38. 5053-5065 (1988)

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  • [文献書誌] 北 重公: "アルミノケイ酸塩からの熱イオン放射" 東北大学科学計測研究所報告. 37. 33-49 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 楠 勲: "C_2H_2ビ-ムを用いたSi(100)表面の炭化反応に関する研究" 東北大学科学計測研究所報告. 37. 51-73 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田沼 肇: "Observation of siteーspecific electronic excitation in Li^+ーCO collisions near threshold" Chemical Physics Letter. 159. 442-446 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 楠 勲: "SiC film formation on Si (001) by reaction with C_2H_2 beams" Applied Surface Scieuce. 45. 171-187 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山下 晃一: "Ab initio potential energy surfaces of chargeーtranofer reactions:F^++CO→F+CO^+" Journal of Chemical Physics. 92. 2505-2516 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北 重公: "Electronic excitation in moderateーenergy Li^+-N_2 and Li^+-CO collisions" Physical Review A. A42. 367-382 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上 純一: "Ion scattering and surface recoiling from a Si surface by low enengy Ne^+ bombardment" Vacuum.41. 369-371 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上 純一: "Positive ion fractions of scattered Ne and recoilcd O atoms from waterーadaorbed Si (100) surfaces by low energy Ne^+ bombardment" Nuclear Instruments&Methods in Physics Research,Section B.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大窪 克之: "SiO Production from Si(100) and (111) surfaces by reaction with O_2 beams" Surface Science.

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Murakami and I. Kusunoki: "Secondary emission of alkali-metal ions from metal surface by low energy ion bombardment." Nucl. Inatr. and Meth.B33. 560-563 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Murakami, I, Kusunoki and T. Abe: "A study of secondary ion emission by a low energy ion beam apparatus. ( in Japanese )" Shinkuu. 31. 583-586 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Tanuma, S. Kita and I. Kusunoki: "Rotational and vibrational excitation in the large-angle scattering of Na^+ ions from N_2 molecules." Phys. Rev.A38. 5053-5065 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kita, S. Furusawa, H. Tamura, I. Kusunoki and M. Ishigame: "Thermionic emission Aluminiosilicates. (in Japanese)" Bull. Res. Inst. Sci. Meas. Tohoku Univ.37. 33-44 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Kusunoki, Y. Terui, T. Sato and M. Hiroi: "Studies of SiC formation on Si(100) by reaction with C_2H_2 molecular beams." Bull. Res. Inst. Sci. Meas. Tohoku Univ.37. 51-73 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Tamura, S. Kita, I. Kusunoki and Y. Sato: "Observation of site-specific electronic excitation in Li^+-CO collisions near threshold." Chem. Phys. Lett.159. 442-446 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Kusunoki, M. Hiroi, T. Sato, Y. Igari and S. Tomoda: "SiC film formation on Si(001) by reaction with C_2H_2 beams." Appl. Surf. Sci.45. 171-187 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamashita, K. Morokuma, Y. Shiraishi and I. Kusunoki: "Ab initio potential energy surfaces of change-transfer reaction : F^+ +CO -> F + CO^+" J. Chem. Phys.92. 2505-2516 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kita, H. Tamura, I. Kusunoki and Y. Sato: "Electronic excitation in moderate-energy Li^+-N_2 and Li^+-CO collisions." Phys. Rev.A42. 367-382 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Murakami, T. Hashimoto and I. Kusunoki: "Ion scattering and surface recoiling from a Si surface by low energy Ne^+ bombardment." Vacuum. 41. 369-371 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Murakami, T. Hashimoto and I. Kusunoki: "Positive ion fractions of scattered Ne and recoiled O atoms from water-absorbed Si (100) surfaces by low energy Ne^+ bombardment." Nucl. Instr. and Meth. B. (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ohkubo, Y. Igari, S. Tomoda and I. Kusunoki: "SiO production from Si(100) and (111) surfaces by reaction with O_2 beams" Surf. Sci.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大窪 克之(K.Ohkubo): "S:O production from Si(100)and(111)surfaces by reaction with O_2 beams" Surface Science.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 純一(J.Murakami): "Positive ion fractions of scattered Ne and recoiled O atoms from waterーadsorbed Si(100)surface by low energy Ne^+ bombardment" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research,Section B.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 純一(J.Murakami): "Ion scattering and surface recoiling from a Si surface by low energy Ne^+ bombardment" Vacuum. 41. 369-371 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 北 重公(S.Kita): "Electronic excitation in moderateーenergy Li^+-N_2 and Li^+-CO collisions" Physical Review A. 42. 367-382 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 山下 晃一(K.Yamashita): "Ab initio potential energy surfaces of chargeーtransfer reactions:F^++CO→F+CO^+" Journal of Chemical Physics. 92. 2505-2516 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 楠 勲(I.Kusunoki): "SiC film formation on Si (001) by reaction with C_2H_2 beams" Applied Surface Science. 45. 171-187 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 楠勲: "SiC Film Formation on Si(001)by Reaction with C_2H_2 Beams" Applied Surface Science.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 村上純一: "Ion Scattering and Surface Recoiling from a Si Surface by Low Energy Ne^+ Bombardment" Vacuum.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 楠勲: "Stepping motor for Uae in UHV" Vacuum.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 山下晃一: "Ab Initio Potcntial Energy Surfaces of ChargeーTransfer Reactions:F^++CO→F+CO^+" J.Chem.Phys.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 田沼肇: "Observation of SiteーSpecific Electronic Excitation in Li^+ーCO Collisions near Threshold" Chem.Phys.Letters.159. 442-446 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 村上純一: "Secondary Emission of AlkaliーMetal Ions from Metal Surfaces by Low Energy Ion Bonbardment" Nucl.Inotr.and Meth.B33. 560-563 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] J.Murakami: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B33. 560-563 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanuma: Physical Review A. 38. 5053-5065 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 村上純一: 真空. 31. 583-586 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 楠勲: 応用物理. 57. 1787-1788 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 楠勲: 東北大学科学計測研究所報告. 37. 51-73 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 北重公: 東北大学科学計測研究所報告. 37. 33-49 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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