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.

本研究在Cr(110)表面制备了膜厚受控的Cr203(0001)单晶薄膜，阐明了其结构和物理性质，并确定了薄膜中氢的扩散系数。今年，我们将：1）开发扫描隧道光谱仪；2）利用红外吸收光谱开发声子光谱；我们进行了四项研究：3.通过扫描隧道光谱测量电子态，4.制备Cr2O3(0001)样品的氢吸附。2.测量了光学纵模的详细温度依赖性。去年发现了声子并讨论了磁相变 3。使用扫描隧道光谱测量了电子态。他们发现薄膜在厚度达到 1 nm 时会变成金属，当超过 1 nm 时就会变成绝缘体。红外吸收光谱和俄歇电子能谱的结果综合考虑，当薄膜厚度为 1 时nm，尽管化学成分为Cr2O3，但它表现出金属电子态，并且当膜厚度为1 nm或更大时，它转变为绝缘体。在 1 nm 以下，由于与金属的邻近效应，它被认为表现出金属行为。在第 4 节中，我们使用热脱附光谱进行了氢吸附到 Cr2O3(0001) 的实验，我们发现氢不会吸附在平面上。在90 K以上的温度下。然而，我们发现氢可能会解离吸附在缺陷位点。

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。