| 研究課題/領域番号 |
25410160
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
江坂 文孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門・安全研究センター, 研究主幹 (40354865)
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| 研究分担者 |
山本 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究主席 (30354822)
笹瀬 雅人 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 主任研究員 (60359239) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | X線光電子分光 / X線吸収分光 / 深さ方向分析 / シリサイド |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、放射光からの波長可変X線を励起源としたX線光電子分光（XPS）法およびX線吸収分光（XAS）法を組み合わせることにより、これまで困難であった固体表面ナノ領域の深さ方向における化学状態変化について、非破壊で測定する分析法の開発を実施した。XPSを用いた実験では、励起X線のエネルギーを変化させつつ、試料から放出される光電子の運動エネルギーを変化させて化学状態分析を行った。電子の運動エネルギーは、非弾性散乱平均自由行程と相関があるため、電子の運動エネルギーを変化させることにより異なった深さからの信号が得られ、深さ方向分析が可能となる。XASを用いた実験では、X線吸収により放出される電子をエネルギー選択的に検出することにより吸収スペクトルの取得を行った。ここでは、広い範囲の運動エネルギーを有する電子から特定の運動エネルギーの電子のみを検出することにより、特定の深さからの信号のみを取得することを可能にして深さ方向分析を行った。
平成25年度にはSi単結晶の表面酸化膜、平成26年度にはSi単結晶上に成膜した膜厚既知のAu薄膜を用いてXPSおよびXASを組み合わせた分析を行い、本法により表面から数ナノメートル領域までの化学状態変化を明らかにできることを実証した。
研究課題の最終年度である平成27年度は、前年度までに得られた知見を基に、未だ化学状態が不明なマグネシウムシリサイド単結晶の表面酸化層の化学状態について深さ方向分析を試みた。測定および解析の結果、マグネシウムシリサイド単結晶の表面には、SiO2-X酸化層が最表面に形成され、より内部にMgO酸化層が形成されていることを明らかにした。このSiO2-X酸化層はより酸化が進むことによりSiO2酸化層となり、表面保護膜として機能することが期待される
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