水素分子のオルソ・パラ変換過程の表面物性研究への応用

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡野 達雄 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60011219)
• 研究分担者: 寺田 啓子 東京大学, 生産技術研究所, 教務職員 (50114567) ; 本田 融 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90181552)
• キーワード: 電子分光法 / 物理吸着 / オルソ水素 / パラ水素 / レ-ザ-昇温脱離 / スピン相互作用

研究概要

低速電子エネルギ-分光方(EELS)は、振動・回転励起過程の測定により水素の吸着状態(物理吸着/化学吸着)やオルソ・パラ状態を弁別することができる。本研究は、EELSを主要な測定手段として、水素分子のオルソ・パラ変換過程に及ぼす因子を解明し、新たな表面物性研究手段を開拓することを目的としている。本年度の研究成果は、次のとおりである。
(1)高分解能低速電子分光装置を用いた低温凝縮層の低速電子線回折
高分解能低速電子線回折法による表面単分子層の解析法として、表面波共鳴を用いる試みを行った。メタン単分子層を試料として行った予備実験において、吸着分子の配向エピタキシ-によるドメインの寄与と考えられる共鳴ピ-クの分裂を観測することに成功した。現在、水素分子にこの方法を適用するための準備を進めている。
(2)低温気体凝縮層の被覆率の定量
吸着水素分子のオルソ・パラ変換速度が、吸着量の増加に伴って低下することは既に、当研究グル-プにより見出されている。詳細な論議を行うためには、吸着量の正確な定量が不可欠である。今回の研究では、レ-ザ-昇温脱離法の定量化を目的として、レ-ザ-照射後の過渡的圧力変化の解析法の開発とポンプ排気速度の測定法の研究を行った。
(3)高分解能電子分光法の複合化
高分解能電子分光測定を表面層の構造解析と両立させるため、新たな真空マニホ-ルドを設計し、レ-ザ-昇温脱離・チャンネルプレ-ト付LEED/AES装置を組み合わせた装置を完成した。また、差動排気型回転マニピュレ-タを導入し、極低温結晶表面の微小回転を可能にした。現在、装置の総合的な調整を進めている。

研究成果

• [文献書誌] M.Sakurai,T.Okano,Y.Tuzi: "Surface Resonances in CH_4 Layer Physisorbed on a Silver(111)Surface" Vacuum. (1990)
• [文献書誌] K.Terada,T.Okano,Y.Tuzi: "Conductance modulation method for the measurement of the pumping speed and outgassing rate of pumps in ultrahigh vacuum" J.Vac.Sci.Technol.A. 7. 2397-2402 (1989)
• [文献書誌] Y.Tuzi,T.Okano,K.Terada: "Accuracy of conductance modulation method for the measurement of pumping speed and outgassing rate" J.Vac.Sci.Technol.A.
• [文献書誌] T.Honda,T.Okano,Y.Tuzi: "Surface diffusion of Ga atoms on Ge(111)plane studied by autocorrelation analysis of field-emitted electrons" Surface Sci.
• [文献書誌] T.Okano,M.Sakurai,K.Terada,T.Honda: "Non-spherical grid system for image-intensified LEED optics" Rev.Sci.Instrum.
• [文献書誌] T.Okano,M.Nakayama,K.Terada,Y.Tuzi: "An analysis on the transient pressure response in spherical vacuum vessel after laser induced desorption" J.Vac.Sci.Technol.A.