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単結晶ダイヤモンド表面の構造および反応性

研究報告コード R000000538
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 光田 好孝
  • 小林 剣二
研究者所属機関
  • 東京大学生産技術研究所
  • 東京大学生産技術研究所
研究機関
  • 東京大学生産技術研究所
報告名称 単結晶ダイヤモンド表面の構造および反応性
報告概要 CVD形成したダイヤモンド膜に関して,共鳴核反応を用いたダイヤモンド表面近傍のH原子密度の定量測定を試み,およびH原子密度と表面電気伝導特性との関係について検討した。6.3-6.6eVまで加速したNイオン(質量数15,価数2+)を試料に垂直入射すると,共鳴エネルギー6.385eVとなったNイオンとH原子とが共鳴核反応1H(15N,αγ)12Cを起こす。このとき放出されるγ線を検出することにより,H原子密度を定量測定することができる。As-depoの多結晶ダイヤモンド膜について測定したγ線強度変化をイオンエネルギーの関数として示す(図1)。共鳴エネルギー近傍のピークが表面終端したH原子密度を表しており,8.8e+14cm-2と求められる。これは(111)理想表面におけるダングリングボンドの密度の約半分となる。また,薄膜内部のH原子密度は表面からの深さにはよらずほぼ一定で,3.9e+20cm-3である。一方,(100)エピタキシャル膜の場合,表面はほぼ完全にH原子終端されていること,内部の密度は1.4e+20cm-3と低いことが判明した。これは,エピタキシャル膜では粒界が少ないことに依存しているためと思われる。
画像

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研究分野
  • 放射線計測・計測器一般
  • イオンとの衝突・散乱
  • 無機化合物の薄膜
  • 固体の表面構造一般
  • 炭素とその化合物
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「電子・光子等の機能制御」研究代表者 川原田 洋(早稲田大学理工学部)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 光田 好孝,小林 剣二. Structure and reactivity of single crystal diamond surface. 戦略的基礎研究推進事業「電子・光子等の機能制御」The First CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2000. p.56 - 56.

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