Cr_2O_3(0001)薄膜表面の構造と水素の吸着・拡散

Cr_2O_3(0001)薄膜表面结构与氢吸附/扩散

• 批准号: 13750027
• 负责人: WILDE Markus
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750027/
• 关键词: クロム酸化物; 薄膜; フォノン; 水素; 拡散; 共鳴核反応

本研究では,Cr(110)表面に膜厚を制御したCr203(0001)単結晶薄膜を作製し,その構造と物性を明らかにするとともに,薄膜中の水素の拡散係数を求め,Cr203(0001)表面と膜中での水素の動態を解明することを目的としている.本年度は,1.走査トンネル分光装置の整備,2.赤外吸収分光によるフォノンスペクトル測定,3.走査トンネル分光による電子状態測定,4.Cr2O3(0001)への水素吸着,の4項目について研究を行った.1では,新たに走査トンネル分光装置を整備し,このためのCr(110)試料を作製した.2では,昨年度に見出した光学縦モードフォノンの詳細な温度依存性を測定し,磁気的相転移について考察した.3では,走査トンネル分光を用いて電子状態の測定を行った.膜厚が1nmまでは金属的,1nmを越えると絶縁体的になることを明らかにした.赤外吸収分光およびオージェ電子分光の結果をあわせて考察すると,膜厚1nmの時は化学組成的にCr2O3が形成されているにもかかわらず金属的な電子状態を示し,膜厚が1nm以上で絶縁体に転移すると考えられる.1nm以下では金属との近接効果により金属的振る舞いを示すものと考えられる.4.では熱脱離分光法を用いて,Cr2O3(0001)への水素吸着の実験を行った.90K以上の温度では,平坦な表面には水素は吸着しないことを明らかにした.しかしながら欠陥サイトでは解離吸着する可能性があることを見出した.

In this study, the film thickness on Cr(110) surface is controlled, and Cr203(0001) single crystal thin films are fabricated. The structure and physical properties of Cr203(0001) single crystal thin films are investigated. The dispersion coefficient of water in thin films is calculated. The dynamic behavior of water in Cr203(0001) single crystal thin films is analyzed. This year, the following four items were carried out: 1. Preparation of the new research and development spectrometer; 2. Determination of the electron state in the infrared absorption spectrometer; 3. Determination of the electron state in the research and development spectrometer; 4. Absorption of water by Cr2O3 (0001); 4. Preparation of Cr(110) sample. 2. The detailed temperature dependence of the optical system was determined last year. The phase shift of magnetic field was investigated. The film thickness is 1nm for metal and 1nm for insulator. The results of infrared absorption spectroscopy and electron spectroscopy show that Cr2O3 is formed when the film thickness is 1nm. The electron state of the metal is changed when the film thickness is more than 1nm. Cr2O3 (0001) It's not easy to get rid of it.

项目成果

M.Wilde, M.Matsumoto, K.Fukutani, T.Okano, Y.Mizuno, T.Homma: "Hydrogen sorption by Ti(0001) single crystal surfaces"J. Vac. Soc. Jpn.. 45. 458-462 (2002)

M.Wilde、M.Matsumoto、K.Fukutani、T.Okano、Y.Mizuno、T.Homma：“Ti(0001) 单晶表面的氢吸附”J。

Itoyama, M.Wilde, M.Matsumoto, T.Okano, K.Fukutani: "Adsorption and photoexcitation of NO on Ag/Pt(111)"Surf. Sci. (2001). 493. 84-90 (2001)

Itoyama、M.Wilde、M.Matsumoto、T.Okano、K.Fukutani：“NO 在 Ag/Pt(111) 上的吸附和光激发”Surf。

Z.Liu, S.Fujieda, K.Terashima, M.Wilde, K.Fukutani: "Hydrogen Redistribution Induced by Negative-Bias-Temperature Stress in MOS Diodes"Appl. Phys. Lett.. 81. 2397 (2002)

Z.Liu、S.Fujieda、K.Terashima、M.Wilde、K.Fukutani：“MOS 二极管中负偏压温度应力引起的氢再分布”Appl。

M.Wilde, M.Matsumoto, K.Fukutani, Z.Liu, K.Ando, Y.Kawashima, S.Fujieda: "Influence of H$_2$-annealing on the hydrogen distribution near SiO$_2$/Si(100) interfaces revealed by in-situ Nuclear Reaction Analysis"J. Appl. Phys.. 92. 4320-4329 (2002)

M.Wilde、M.Matsumoto、K.Fukutani、Z.Liu、K.Ando、Y.Kawashima、S.Fujieda：“H$_2$-退火对 SiO$_2$/Si(100

K.Fukutahi, M.Wilde, M.Matsumoto: "Nuclear-reaction analysis of H at the Pb/S(i11) interface Monolayer depth distinction and interface structure,"Phys. Rev. B64. 245411 (2001)

K.Fukutahi、M.Wilde、M.Matsumoto：“Pb/S(i11) 界面上 H 的核反应分析 单层深度区别和界面结构，”Phys。