遷移金属の新しい低温化学反応エッチングメカニズムの提案

提出一种新的过渡金属低温化学反应蚀刻机制

基本信息

批准号：
15K04712
负责人：
久保田智広
金额：
$ 3.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機分子（プリカーサー）と酸素・アルゴン中性粒子ビームを用いた遷移金属錯体生成による遷移金属エッチングプロセスのメカニズム解明のため、密度汎関数理論に基づく第一原理理論計算を行った。遷移金属としてタンタルを用いた場合、プリカーサーの酸性度とエッチングプロセスにおいて重要な反応と想定されている水素移動反応の活性化エネルギーにはきれいな相関があることがすでに分かっている。そこで、プリカーサーとしてエタノールおよび酢酸を用いた場合について、プリカーサーが吸着したタンタル酸化物表面にアルゴン中性粒子ビームを様々な入射角度及びエネルギーで照射するシミュレーションを行い、水素移動反応の起こりやすさに違いが生じるかどうかを調べた。その結果、より酸性度が高く水素移動反応が起こりやすい酢酸の場合において、より低エネルギーの入射で水素移動反応が起こることが分かった。さらに、入射角度についてもより広い範囲で水素移動反応が起こることが分かった。遷移金属として鉄を用いた場合の検討も行った。酸化鉄表面にプリカーサーが導入され、酸化鉄表面の鉄原子がエッチングされて錯体が形成し揮発する反応のエネルギー（反応熱）を計算した。その結果、プリカーサーとして酢酸を用いた場合は鉄原子1個あたり-2.0eVと大きな負の値（発熱反応）となった。一方、プリカーサーとしてエタノールを用いた場合は鉄原子1個あたり-0.7eVと小さな負の値となり、酢酸の場合よりも反応が起こりにくいと予想される結果となった。これは、酢酸を用いると鉄がエッチングされるがエタノールを用いた場合にはエッチングされないという実験結果と矛盾しない結果と言える。

为了使用有机分子（定价器服务）以及氧气和Algon中性粒子梁阐明过渡金属复合物的机理，以阐明了基于密度全景理论的DEN HAR现实理论。众所周知，当诱变用作过渡金属时，氢转移反应的活化能是在先生的酸性程度和蚀刻过程中的重要反应，是一个美丽的相关性。因此，关于将乙醇和乙酸用作预设的，在触觉氧化物表面上以各种入射角和能量的辐射，由pricoser辐射的粒子束与氢气运动反应的易感性不同如果发生。结果，发现在乙酸的情况下，乙酸更可能具有氢气运动并倾向于引起氢转移反应，因此由于较低的能量入射而发生氢转移反应。此外，发现氢气反应发生在更广泛的入射角。我们还研究了铁作为过渡金属的使用。在氧化铁表面引入了前盘，并通过蚀刻的铁氧化物表面计算能量（反应热反应），并形成并挥发络合物。结果，当将乙酸用作固定剂时，较大的负值（热反应）是-2.0 eV的大（热反应）。另一方面，当用作乙醇作为定价剂时，每个Tetsuhara -er时代的负值为-0.7 eV，并且预计反应的可能性较小，而不是乙酸。这是与蚀刻乙酸时被蚀刻的实验结果不一致的结果，但是当使用乙醇时不会蚀刻。