粒子数選別した半導体負イオンクラスタ-と固体表面相互作用

具有粒子数选择的半导体负离子簇与固体表面之间的相互作用

• 批准号: 01632523
• 负责人: 阿知波 洋次
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01632523/
• 关键词: 半導体クラスタ-; 衡突脱離; 固体表面相互作用; レ-ザ-; プラズマ

本研究における最終目標は膜形成仮定における反応性プラズマ中のクライスタ-イオンの動的過程を分子論的立場から明らかにすることにある。そのために本研究では、クラスタ-イオンはパルスレ-ザ-光を用いたレ-ザ-スパッタ法により発生させ、高真空中にビ-ムとして取り出し、さらにパルスゲ-ト法により特定粒子数の負イオンクラスタ-だけを分離し、固体表面に衡突させる。したがって反応性化学種としてのクラスタ-イオンの粒子数制抑はもちろんのこと、運動エネルギ-の制抑、クラスタ-内部温度の制抑が可能であり、固体表面との相互作用をきわめて精密に追跡することを可能にした。本年度は上記課題を遂行するために、超高真空下で半導体負イオンクラスタ-ビ-ムを発生させる装置を開発するとともに、パルスゲ-ト法の開発も合せて行なった。超高真空下でのビ-ム発生のためには、冷却ガスを用いないクラスタ-ビ-ム源の開発に成功し、炭系負イオンクラスタ-、ケイ系負イオンクラスタ-を比較的高濃度で発生することができた。さらに特殊な高圧バルス電源を購入し、パルスゲ-ト法を開発した。この方法では通常-IKVの高電圧が発生しており、特定粒子数クラスタ-が飛行するときだけ、パルス的にゲ-トが開く(グランドポテンシャル)ようになっている。炭系負イオンクラスタ-を用いて、性能を調べたところ、完全に単一粒子数のものだけが通過することが明らかになった。さらに上記の方法で粒子数分別した炭系負イオンクラスタ-をMoS_2単結晶に衡突させ、衡突脱離で発生する電子を検出することにより、衡突脱離の粒子数依存性を見い出した。この事実はこれまで全く報告されていない事柄であり、この現象を通して、クラスタ-と固体表面相互作用に新しい手法が生まれる可能性を示している。

这项研究的最终目的是从分子的角度阐明膜形成假设中反应性等离子体中Cryster-ives的动态过程。为此，在这项研究中，簇离子是通过使用脉冲激光溅射的激光溅射而产生的，在高真空中提取到梁中，然后通过脉冲栅极，仅将具有特定颗粒数的负离子簇分离，并渗入固体表面上。因此，不仅抑制簇离子的颗粒数量作为反应性化学物种，还抑制了动能和内部群集温度，从而可以以非常精确的精度跟踪与固体表面相互作用。为了完成今年上述任务，我们开发了一种设备，该设备在超高真空下生成负半导体离子簇梁，并开发了一种脉冲门方法。对于在超高真空下的光束的产生，我们成功地开发了一种不使用冷却气体的聚类束源，并且能够以相对较高的浓度生成基于碳的负离子簇和基于二氧化物的负离子簇。此外，他们购买了一种特殊的高压阀电源并开发了脉冲门方法。这种方法通常会产生高电压的IKV，并且只有当特定的颗粒群飞行时，门才能在脉冲中打开（地面电势）。使用基于碳的负离子簇，发现只有一个颗粒总数通过。此外，通过撞击基于碳的负离子簇除以上述方法，MOS_2单晶被通过撞击解吸产生的平衡电子击中，并且发现了撞击解吸对粒子数的依赖性。到目前为止，尚未报道这一事实，并表明可以通过这种现象为群集和固体表面相互作用而创建新方法的可能性。

项目成果

K.Mase: "Photostimulated Desorption of NO Chemisorbed on Pt(100)at 193 nm" J.Chem.Phys.91. 590-597 (1989)

K.Mase：“193 nm 处 Pt(100) 上化学吸附的 NO 的光刺激解吸”J.Chem.Phys.91。

K.Nakashima: "Autoionization Mechanism of NO Molecule:Calculation of Quantum Defect and Theoretical Analysis of Multiphoton Ionization Experiment" J.Chem.Phys.91. 1603-1610 (1989)

K.Nakashima：“NO分子的自电离机制：量子缺陷的计算和多光子电离实验的理论分析”J.Chem.Phys.91。

K.Kimura: "Synchrotron Radiation Apparatus for Supersonic Jet Experiments" Rev.Sci.Instrum.60. 2205-2208 (1989)

K.Kimura：“用于超音速射流实验的同步辐射装置”Rev.Sci.Instrum.60。

H.Shiromaru: "Synchrotron Radiation Study on Small Binary Molecular Clusters.Ar-Water and CO_2-Water Systems" J.Phys.Chem.93. 1832-1835 (1989)

H.Shiromaru：“小二元分子团的同步辐射研究。Ar-水和CO_2-水系统”J.Phys.Chem.93。

Y.Achiba: "Optical-Optical Double Resonace MPI Photoelectron Spectroscopy of the NO Molecule via the C^2(v=4)State:ns and nd Rydberg Series" Chem.Phys.129. 11-20 (1989)

Y.Achiba：“通过 C^2(v=4) 态进行 NO 分子的光学-光学双共振 MPI 光电子能谱：ns 和 nd Rydberg 系列”Chem.Phys.129。