放射光第 13巻第 4 号(2000年)

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新博士紹介
1. 氏名池永英奇

2. 論文提出大学広島大学
3. 学位種類博士(理学}4. 取得年 R 日 2000年 3 月5陪

題医2IE2主2JEZM1L

電子…イオン・コイ γシデγ ス分光法を用いた間体表面における光刺激イオン脱離の研究(b)Yion0.
46. 要量[序]分子内の特定原子を選択励起できる内殻共鳴励起を0.
2利用すると，部位(サイト)選択的な結合切断が起き，そ0.
0のサイトに特有なイオン脱離が期待できる。このような結(c)Yio/Ye

合切断に着目し，化学反応の制御を目指した研究が精力的00唱し問に進められている 1-3) 。一般に，内殻電子励起に由来するイオン脱離は，内殻正孔の生成，オージェ過程，イオン脱離という願序で進むと考えられている。オージェ遷移後の0280原子関クーロン反発による脱離過程を説明するオージェ刺激イオン脱離モデル4) では，イオン脱離とオージェ終状態が直接的に関連しており，このイオン脱離の研究をさらに理解するためには共鳴励起状態の正確な帰属や励起軌道に遷移した電子のオージェ過程における挙動を詳しく調べ，

285290295

300305310315PhotonEnergy(eV)Figure1. Tot
alelectronyield(Ye) (a) , tot
alionyield(YiOn) (b)andYiondiv
idedbyYe (c)spectrumforPMMAt
hinfilmfollowingcarboncoreexcitation.

オージェ終状態と生成イオンとの相関を知ることが必要である。本研究では，これまでに物資構造科学研究所(KEK.PF)の放射-光の単パンチ運転によるパルス放射した。

光を利用した光刺激イオン脱離反応の研究で，顕著なサイ様々な炭素の内殻共鳴励起位置で半球型電子エネルギ一ト選択的な結合切断が起きることが確かめられている

分析器を用いて測定した共鳴オージェ電子スベクトルを

PMMA (ポリメチルメタクリレート)高分子薄膜1-3) を対Fig.2 に示す。 X と示したピークは励起エネルギーの増象としオージェ電子一イオン・コインシデンス分光法を加分だけ高エネルギー側へシフトしていることと PMMA用いて閤体表面からのイオン脱離機構を明らかにすることの価電子軌道の情報5) ，オージェ遷移は内殻正孔のサイトを呂的としている。に依存することを考慮し，特に n*(C 口 0) への共鳴励起[実験] PMMA 高分子薄膜は，そのモノマーが 5 つの炭位震で C=O 基の 0 の lone pairs 価電子軌道に 1 つの正素と 2 つの酸素原子によって構成されている。それらの孔を生成する参与型オージェ遷移(オージェ終状態: 1 正内殻電子束縛エネルギーは，向種原子の場合でも分子内の孔)が寄与していると考察した。また， continuum への異なるサイトで化学シフト(数 eV) 分だけ異なるので，励起で測定したものとが (C=O) への励起位置で測定しPMMA 高分子薄膜はサイトに特有な光刺激イオン脱離反たオージェスベクトルを比較すると 2.2eV 程度高エネル応を研究するのに適した試料である。この PMMA 高分子ギーにシフトしている。イオン化しきい値を越えない共鳴薄膜は Si(100) に Au を蒸着させた基板上にスピン・コー励起では，特に傍観型オージェ遷移(オージェ終状態 :2ティングし，膜厚を 150A 程度で形成している。また，感正孔 1 電子)の寄与があると考えられ，このシフトは，度を向上させた電子ーイオン・コインシデンス分光装置をオージェ遷移における内殻正孔の遮蔽効果の違いによるも開発し，広島大学放射光科学研究センター・放射光施設にのである。

新たに設置した。全ての実験は向センターの BL-13 におさらに， Fig.3 に示したが (O-CH 3 ) 共鳴励起で測定しいて行った。

たオージェ電子ーイオン・コインシデンス (AEPICO)[結果と考察] Fig.1 に炭素の内殻励起領域における全電スペクトルから 420 ns 辺りに日+イオン，子収量 (a: Y e ) ，全イオン収量 (b: YiOn)，イオン収量を電辺りに CH; (n=l , 2 , 3) イオンのピークをそれぞれ観測子収量で割ったイオン脱離効率スペクトル (c: Yion/Ye)した。 Fig.4 に示すコインシデンス信号の積分強度を取

1400‑1700nsを示す。イオン脱離効率スペクトルと Tinone らによる X

った AEPICO 収量スペクトルからオージェ電子スベクト

線吸収徴細構造 (NEXAFS) スペクトルの帰属 1) から側ルの高エネルギー側で収量の増大を確認できる。特にオー鎖の O-C民結合に局在した♂ (0-CH 3 ) 軌道への共鳴励

ジェ電子エネルギーが270 eV では CHt イオンが， 265起によってイオン脱離が顕著に増大することを新たに見出eV では CHt イオンの収量が大きい。この結果は明らか‑53‑(C) 2000 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

336放射光dh叫・50ハ
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AugerKineticEnergy(eV)

10ハU

AugerelectronKineticEnergy(eV)#有<U

Augerelecなon KineticEnergy(eV)Figure4. Non帽 derivative AES(solidline)(a)andAEPICOyieldspectra (b綱引 atσ*(0-CH 3 ) resonantexcitation(hv=289.7eV).
AEPICOyieldofCHi (b) , CH{ (c) , CH+ (d) , H+ (d) , r田 pec凶tively.にイオン収量がオージェ終状態に依存していることを示し

275ている。また， continuum 励起で測定したコインシデンス結果では，ゲ (0-CH 3 ) 共鳴励起で見られたような特異8なオージェ終状態依存は見られておらず， AEPICO 収量

270(ggロ・3H吋)hω判明∞
言何明
回も 1 桁程度小さい。これらの結果から，側鎖の 0-CH 3 軌
道に関し強い反結合性を示すが (0-CH 3 ) 軌道への共鳴励起によって CHzi

265(n 口 1 ，2, 3) イオンの脱離が促進し，Fig.l で恭したイオン脱離効率に顕著な増加をもたらし
2604ていると考えられる。また，ポ (0-CH 3 ) 軌道に電子を残した傍観型オージェ過程により CHzi (n 口 1 ， 2 , 3) イオン

2553が効率良く脱離しており，特にオージェ電子エネルギーが250270eV では C註t イオンのみが観測されることから 0C見結合性軌道に 2 正孔を生成するオージェ終状態がこ245のエネルギーに対応していると考察した。このように，オ240。

ージェ電子と脱離イオンのコインシデンス測定を行うこと

司同町「1000200030004000により，イオン脱離に大きな影響を与えるオージェ終状態

TOF(ns)Figure3. Aserieso
fAEPICOspectrao
fPMMAatσ*(0ベコ H 3 )resonantexcitation(hv=289.7eV)forAugerelectronkineticener
ｭgiesof2
40‑
275eVin5eVstep.Theaccumulationtimei
s1hour,respectively.

についての知見を得た。

参考文献1) M.C.K.Tinonee
tal:J.Chem.Phys.100, 5988(1994).
.Tanakaetal:Rev.Sci.Instru
m.66, 1474(1995).
2) K.Uenoe
tal:Jpn.J.Appl.P
hys.36 , 7605(1997).
3) N
1982).
4) D.E.Ramakere
tal:Phys.Lett.A84 , 211(5) N.Uenoe
tal:J.Appl.Phys.72 , 5423(1992).
(受付番号00059)‑54‑