表面反応の研究

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エキシマ-レ-ザ-励起による表面反応では、熱の影響、気相分子の励起が無い条件で、すなわち、価電子励起に伴う表面反応をPt(001)ーNOについては共鳴多光子イオン化法による状態弁別した脱離NO分子の検出を、Si(111)ーClについて光照射前後での走査トンネル顕微鏡の変化を測定し、高い反応選択性に起因する顕著な現象を見いだした。その原因を探るため、低速電子回折、角度分解紫外光電子分光の測定、反射吸収赤外分光法の開発を行った。さらに前者では、励起光の波長依存性、入射角依存性の測定から、NO分子の脱離のメカニズムを調べ、第一段階は基盤が励起され、1光子過程によるNO^ー生成であることを明らかにした。一方後者では、光励起に特徴的な縞状パタ-ンを観測したが、これはSiCl_2,SiCl_3の選択的は脱離に起因することを明らかにした。反応性イオンエッチングでのエキシマ-レ-ザ-照射により、SiーF系では、エッチング速度が1.5倍の正の効果が、SiーCl系では低下する負の効果が測定され、これらの反応選択性のメカニズムを反応生成物の飛行時間測定から考察し、次の発展へのモデルを提出した。SOR励起エッチングでは、SiO_2,βーSiCのSF_6雰囲気下での反応の波長依存性、濃度依存性の測定から、波長域によって基盤の励起が起こる厚さが1〜3原子層の範囲で異なってくるモデルを提唱した。SiH_4の光分解で生成するSiH_3ラジカルによる膜成長表面反応を線光分光法により追跡し、その基本的特徴を明らかにした。新しい表面反応の測定法として、脱離イオンの並進エネルギ-分布が効率よく測定できる飛行時間フ-リエ変換型イオン分光器を開発し、Ru(001)表面上のCOから生じる酸素イオンについて予備的実験をし、所期の性能が得られることを確認した。