水素結合型分子クラスターの固体表面衝突による分解反応

氢键分子簇与固体表面碰撞分解反应

• 批准号: 07240204
• 负责人: 楠 勲
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07240204/
• 关键词: クラスター; 固体表面; 分解反応; アンモニア; エチレン; シリコン

本研究では、純エチレンと純アンモニアガスを用いてノズルビームを作成し、室温でのSi(100)表面に照射した。ビーム中にはこれらのガス分子のクラスターが含まれている事が質量分析計で確認できた。室温のSi表面上でエチレンおよびアンモニア分子が化学吸着することは昇温脱離法で確かめられた。また、吸着した化学状態をX線光電子分光(XPS)でも調べる事が出来た。ガスフロー法では、これらの分子は室温表面にあまり吸着しない事から、クラスターを含む分子線照射によって吸着が促進された可能性がある。エチレン分子は非解離でSi(100)表面に化学吸着することが定説であるが、本研究ではClsのXPSスペクトルから一部解離吸着している可能性もある。クラスターの持つ運動エネルギーが寄与していることが十分に考えられる。これらの点は今後、実験を継続して明らかにしてゆく予定である。さらに、Si表面の温度を上げ、エチレンとアンモニア分子線照射による表面の炭化反応と窒化反応の研究を行った。反応の進行状態をいろいろの表面温度においてXPS法を用いて追跡した。表面温度や露出時間を変えると、ls電子の結合エネルギーにシフトがみられ、炭素や窒素原子の化学状態が異なる事が見て取れる。室温での吸着では、いずれもHが結合した分子の状態であるが、600℃以上の高温ではHは分解脱離して表面上では留まっていない。したがって、Si-CやSi-Nの状態を反映したXPSスペクトルが得られた。この実験によって、エチレンやアンモニアなどの水素結合による分子クラスターと固体表面の相互作用を研究する端緒を開いた。

This study で は, pure エ チ レ ン と pure ア ン モ ニ ア ガ ス を with い て ノ ズ ル ビ ー ム を make し, room temperature で の Si (100) surface に irradiation し た. In ビ ー ム に は こ れ ら の ガ ス molecular の ク ラ ス タ ー が containing ま れ て い る matter が quality analysis meter で confirm で き た. At room temperature, on the surface of <s:1> Si, でエチレ およびア およびア モニア モニア モニア molecules が chemically adsorb する と と モニア the temperature rise dissociation method で confirm められた められた. Youdaoplaceholder0, absorb the た chemical state を X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)で また adjust べる and が out た. ガ ス フ ロ ー method で は, こ れ ら の molecular は room-temperature surface に あ ま り sorption し な い matter か ら, ク ラ ス タ ー を containing む に molecular irradiation よ っ て sorption が promote さ れ た possibility が あ る. エ チ レ ン molecular は non dissociation に で Si (100) surface chemical sorption す る こ と が DingShui で あ る が, this study で は Cls の XPS ス ペ ク ト ル か ら a dissociation sorption し て い る possibility も あ る. ク ラ ス タ ー の hold つ movement エ ネ ル ギ ー が send し て い る こ と が very に exam え ら れ る. The <s:1> れら <s:1> points を継続 in the future, the actual を継続 て て, the ら に, the に, the てゆく, and the である determine である. さ ら に, Si surface temperature の を げ, エ チ レ ン と ア ン モ ニ ア に molecular irradiation よ の る surface coking anti 応 と smothering the anti 応 の を line っ た. Anti 応 の for state を い ろ い ろ の surface temperature に お い を て XPS method using い て tracing し た. や show time を surface temperature variations え る と, ls electronic の combining エ ネ ル ギ ー に シ フ ト が み ら れ, carbon や smothering element atoms の chemical state が different な る matter が て taken れ る. Room temperature で の sorption で は, い ず れ も H が combining し た molecular の state で あ る が, high temperature above 600 ℃ の で は H は decomposition from し て surface で は leave ま っ て い な い. The たがって, Si-Cや, Si-N <s:1> states を reflect the たXPSスペ, ト, and が to obtain られた. こ の be 験 に よ っ て, エ チ レ ン や ア ン モ ニ ア な ど の water element combination に よ る molecular ク ラ ス タ ー と solid surface の を interaction research す る clue を open い た.

项目成果

I.Kusunoki et al: "Photodissociation and desorption of multilayer acetone on Si(100) surface by 193nm laser irradiation" Surface Science. (印刷中).

I. Kusunoki 等人：“193nm 激光照射下多层丙酮在 Si(100) 表面上的光解离和解吸”表面科学（正在出版）。

T.Takaoka et al: "Observation of C(4×4)LEED pattern induced by reaction of Si(100) surface with C_2H_4" Surface Science. 347. 105-110 (1996)

T.Takaoka 等人：“Si(100) 表面与 C_2H_4 反应诱导的 C(4×4)LEED 图案的观察”《表面科学》347. 105-110 (1996)。

亀井 信一,他: "飛行時間解析法によるアンモニアクラスターの生成過程に関する研究" 東北大学科学計測研究所報告. 44. 41-51 (1995)

Shinichi Kamei 等人：“利用飞行时间分析法研究氨团簇的形成过程”东北大学科学仪器研究所报告44. 41-51 (1995)。

楠 勲: "表面における分子線散乱" 表面科学. 16. 587-591 (1995)

Isao Kusunoki：“表面上的分子束散射”表面科学 16. 587-591 (1995)。

T.Takagaki et al: "XPS study of the reaction of the reaction of the Si(100) surface with a C_2H_4 beam" Applied Sarface Science. (印刷中).

T. Takagaki 等人：“Si(100) 表面与 C_2H_4 光束反应的 XPS 研究”《应用表面科学》（正在出版）。