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2017 年度 実績報告書

金属表面上に作製した2次元シリコン構造の反応性解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J01628
研究機関大阪大学

研究代表者

牧野 隆正  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
キーワード表面反応 / 銅 / 塩化メチル / シリコン / エチレン
研究実績の概要

SPring-8にて、Cu(111)面やCu(410)面とエチレン(C2H4)分子との反応を、シンクロトロン放射光を用いたX線光電子分光(XPS)により調べた。2 eV程度の並進エネルギーを持つC2H4分子線を表面温度300 Kの試料に照射すると、どちらの面においてもC2H4分子が脱水素化して表面に炭素種が生成した。表面温度を500 Kおよび773 KにしてC2H4分子線を照射すると、C1sピークのピーク幅が狭くなり、反応性が高くなることがわかった。さらに、C2H4分子線照射後の低速電子線回折(LEED)パターンを調べると、表面温度300 Kおよび500 Kでは照射前に比べてバックグラウンドが高くなるだけであったが、表面温度773 Kではグラフェン生成を示唆するパターンが観測された。さらにC2H4分子の脱水素化反応の閾値を調べると、Cu(111)面では1.8 eV、Cu(410)面では1.2 eV程度という値が得られた。
また、Cu(111)面やCu(410)面、Si(111)面と塩化メチル(CH3Cl)分子との反応を、シンクロトロン放射光を用いたX線光電子分光(XPS)により調べた。1.9 eV程度の並進エネルギーを持つCH3Cl分子線を表面温度300 Kの試料に照射すると、いずれの試料においてもCH3Cl分子の解離反応が起こった。Cu表面とSi表面とでは反応性が異なっており、Cu表面ではCl原子のみが表面に残るのに対し、Si表面では炭素種とCl原子のどちらもが表面に残ることが明らかになった。また、Cu(111)面よりもCu(410)面のほうが反応性が高いことがわかった。さらに、Cu(111)面におけるCH3Cl分子の解離反応の閾値を調べると、1.6 eV程度であった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Cu合金単結晶表面における酸化物生成過程2018

    • 著者名/発表者名
      津田泰孝、牧野隆正、吉田光、吉越章隆、福山哲也、岡田美智雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Cu3Pt(111)表面の酸化物生成過程の表面温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      津田泰孝、牧野隆正、吉田光、吉越章隆、福山哲也、岡田美智雄
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Cu(410)表面における超音速エチレン分子ビームの反応性2017

    • 著者名/発表者名
      牧野隆正、津田泰孝、吉田光、吉越章隆、岡田美智雄
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 超音速エチレン分子線を用いたCu表面におけるグラフェン生成2017

    • 著者名/発表者名
      牧野隆正、岡田美智雄
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] The effect of surface geometry on the interaction between adsorbed CO molecules on Cu2017

    • 著者名/発表者名
      牧野隆正、Kokalj Anton、岡田美智雄
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Initial oxidation of copper alloy surfaces with a hyperthermal oxygen molecular beam2017

    • 著者名/発表者名
      津田泰孝、牧野隆正、吉田光、吉越章隆、福山哲也、岡田美智雄
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface oxide formation of copper alloys with energetic oxygen molecules2017

    • 著者名/発表者名
      津田泰孝、牧野隆正、吉田光、吉越章隆、福山哲也、岡田美智雄
    • 学会等名
      IIRC-5
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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