水素―表面反応基礎過程:スピン効果、反応ダイナミックス、及び星間水素分子の起源

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17002011
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系; 工学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 並木 章 九州工業大学, 工学研究院, 教授 (40126941)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 水素原子 / シリコン表面 / 吸着脱離 / スピン偏極原子 / 反応ダイナミックス / 水氷表面

研究概要

気相水素原子と表面吸着水素の反応をSi, Ru,及び水氷表面にて表面科学的な観点から研究した.Si表面では,水素熱脱離と吸着水素引き抜き反応のキネテクスとダイナミックスを互いに矛盾の無い形で解明し,歴史的問題に決着をつけた.水氷表面では,Ru表面などで観測された吸着水素の水素引き抜きによる分子脱離は観測されず,吸着水素原子の寿命は大変短いと予想された.スピン偏極水素原子線-表面反応装置を完成し,H原子のSi(111)表面吸着へのスピン効果を調べた.

研究成果

• [雑誌論文] Si(100)表面での水素解離の活性障壁と脱離エネルギー:バリアパズルはどこまでわかったか (2010)
  • 著者名/発表者名: 並木章
  • 雑誌名: 真空 53,(4) ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水素ラジカルが誘起するSi表面反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 並木章
  • 雑誌名: 表面科学 31 ページ: 124-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] D abstraction by H at a D-saturated Ru (001) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamauchi, Y. Nakashima, T. Misumi, K. Mine, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 603 ページ: 2333-2339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystalization of D2O thin films on Ru(001) surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamauchi, K. Mine, Y. Nakashima, A. Izumi, A. Namiki
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 256 ページ: 1124-1127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-of-flight distributions of HD molecules abstracted at a Si(100) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, Y. Narita, A.R. Khan, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 603 ページ: 2607-2611
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substantially low desorption barriers in recombinative desorption of deuterium from the Si(100) surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Narita, Y. Kihara, S. Inanaga, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 603 ページ: 1168-1174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular distribution of H-induced HD and D2 desorptions from the Si(100) surfaces. -Response (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Inanaga, T. Kiyonaga, F. Rahman, F. Khanom, A. Namiki
  • 雑誌名: J. Lee, J. Chem. Phys. 128 ページ: 0171021-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation and reduction of thin Ru films by gas plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwasaki, A. Izumi, H. Tsurumaki, A. Namiki, H. Oizumi, I. Nishiyama
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 253 ページ: 8699-8704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scattering of 300 K effusive beams from the H/Si(100) surface (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ueno, Y. Narita, A.R. Khan, Y. Kihara, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 602 ページ: 1979-1986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption and abstraction of atomic hydrogen on the Si(110) surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: A.R. Khan, Y. Narita, A. Namiki, A. Kato, M. Suemitsu
  • 雑誌名: Surf. Sci. 602 ページ: 1979-1986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical second-harmonic generation study of incorporation of nitrogen atoms at Si(100) surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tsurumaki, E. Kuroki, I. Ishida, Y. Tohara, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 601 ページ: 4629-4635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient desorption of HD and D2 molecules from the D/Si(100) surfaces exposed to a modulated H-beam (2007)
  • 著者名/発表者名: A.R. Khan, A. Takeo, S. Ueno, S. Inanaga, T. Yamauchi, Y. Narita, T. Tsurumaki, A. Namiki
  • 雑誌名: Surf. Sci. 601 ページ: 1635-1641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Desorption related adsorption of hydrogen via detailed balance on the Si(100) surfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: A. Namiki
  • 雑誌名: Prog. Surf. Sci. 81 ページ: 337-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular distributions of H-induced HD and D2 desorptions from the Si(100) surfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Inanaga, T. Kiyonaga, F. Rahman, F. Khanom, A. Namiki, J. Lee
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 124 ページ: 0547151-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Desorption dynamics of deuterium molecules from the Si(100)-(3x1) dideuteride surface (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Niida, H. Tsurumaki, A. Namiki
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 124 ページ: 0247151-5
  • 査読あり
• [学会発表] Si(100)表面での拡散支援機構に従う水素熱脱離における脱離サイトの検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田克, 上杉功, 稲永征司, 並木章
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20100317-20100320
• [学会発表] D+D2O/Ru共吸着表面からの水素引き抜き反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山内貴志、嶺和幸、並木章
  • 学会等名: 第50回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院創立百周年記念会館
  • 年月日: 20091104-20091106
• [学会発表] D吸着Si表面から引き抜かれたHD分子の飛行時間分布測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安冨伍郎, 佐藤真一郎, 吉田佑太郎, A.R. Khan, 成田克, 並木章
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20090330-20090402
• [学会発表] スピン偏極水素原子線の生成と磁場反転法によるスピン反転 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴巻浩, 西川峻一, 豊田尚志, 古賀祐太郎, 實松敦, 並木章
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20090330-20090402
• [学会発表] IRAS study on crystallization process of thin D2O ice films on Ru(0001) surface (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mine, Y, Nakashima, T. Yamauchi, A. Namiki
  • 学会等名: 4th Vacuum and Surf. Sci. Conf. of Asia and Australia
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 20081028-20081031
• [図書] "水素-シリコン表面反応", "水素, 将来のエネルギー利用を目指して"(並木章) (2006)
  • 著者名/発表者名: 西川正史, 深田智, 渡辺幸信, 共編
  • 総ページ数: 196-223
  • 出版者: 養賢堂
• [産業財産権] 原子状水素定量方法及びその装置 (2008)
  • 発明者名: 並木章, 和泉亮, 鶴巻浩
  • 権利者名: 国立大学法人九州工業大学
  • 産業財産権番号: 日本国特許・4072627
  • 取得年月日: 2008-02-01