| 研究課題/領域番号 |
13450035
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
堀内 俊寿 京都大学, 工学研究科, 助手 (10238785)
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| 研究分担者 |
石田 謙司 京都大学, 工学研究科, 講師 (20303860)
山田 啓文 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40283626)
松重 和美 京都大学, 工学研究科, 教授 (80091362)
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| キーワード | 全反射X線 / X線表面進行波 / 表面密度 / 金属酸化 / 水素終端シリコン / X線異常散乱 / 吸収端 / 光触媒 |
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| 研究概要 |
微少入射角で白色X線を表面に入射すると全反射の条件で臨界角に相当する臨界エネルギーで鏡面反射X線が等角散乱する。同時に表面を伝搬する弱い表面進行散乱波を観測できる。等角反射と屈折波の遷移領域に存在し遷移表面波とも表現できる。この新しいX線表面進行波の観測は全反射の散乱式から表面密度を測定できることを次に示す2,3の応用実験から実証した。
(1)シリコン基板上の白金薄膜からのシリコンと白金のX線表面進行波のピークエネルギーは双方の表面密度を示した。
(2)水素終端シリコン表面の紫外線照射による酸化課程の観測から表面密度の時間変化がその場観測されてその結果特異な酸化のメカニズムが示唆された。
(3)銅蒸着膜の表面密度はバルク密度の84%、チタニュウム蒸着膜は98%を示す等、金属の蒸着特性の観測ができることが示された。
(4)銅蒸着膜の紫外線照射下での表面密度のその場観測から表面酸化メカニズムが観測され、その結果はparrattらによるX線反射率による測定結果とよい一致をしめした。特にシールオフ効果が確認されるなど、本手法の有用性が確認された。
以上の実証実験に加え、つぎの萌芽的応用研究を行った。
(1)X線表面波ピークエネルギーが物質の異常散乱領域を横切る時の現象を調べた。具体的には、ガリウムヒ素ウエハーの111面を散乱表面として、入射角を変化させ表面波がヒ素、ガリウムのK吸収端を順次横切るときのX線表面波のピーク強度とエネルギーを観測した。吸収端近傍の非線形領域、と離れた領域の線形領域が観測され、極性面の判別などの実用面の応用研究のみならず新しい基礎研究の萌芽が期待される。
(2)酸化チタン単結晶の紫外線照射下での表面密度変化を観測し、表面の光触媒反応と表面構造の関係を調べた。とくに有機溶媒雰囲気下での表面回折との同時測定によるその場観測を行い興味ある結果が得られた。
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