励起分子線によるダイヤモンド表面化学反応の研究

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本研究の目的は、ダイヤモンド表面に、水素またはヘリウムと炭化水素ガスを混合プラズマ放電させて生成した励起分子線を照射し、表面化学反応を反射高速電子回折(RHEED)法、走査トンネル顕微鏡(STM)法、原子間力顕微鏡(AFM)法、X線光電子分光法(XPS)、オージェ電子分光法(AES))により分析し、化学蒸着(CVD)法によるダイヤモンド合成の反応機構を解明する事にある。本年度は、励起分子線により反応した試料表面を、真空槽から出さないでAESを計測できるように円筒鏡型電子エネルギー分析器を作製した。高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面に窒素イオンビームを照射した際に出来た窒化炭素をXPSで分析し、スペクトルの帰属を行った。また、高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面にマイクロ波プラズマCVD法で作製した気相成長ダイヤモンド薄膜の表面のRHEED観察において、異常なRHEED図形が観察された。これは試料表面の微傾斜による結果であることが詳細な解析により明らかとなった。更に、高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面にマイクロ波プラズマCVD法で作製した気相成長ダイヤモンド薄膜の表面をSTMとAFMで観察し、接触式AFMにおける計測は真の原子分解能ではないことを示した。