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半導体表面におけるプロトン伝送反応

Collin Mui1, Joseph H Han, George T Wang

  • 1Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305-5025, USA.

Journal of the American Chemical Society
|April 11, 2002
PubMed
まとめ

半導体表面におけるプロトンの親和性は,ゲルマニウムとシリコンの間で異なっています. ゲルマニウム表面はアミンを分子的に結合し,シリコン表面はそれらを解離し,周期表のグループに沿って異なる陽子の親和性を示す.

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科学分野:

  • 表面化学について
  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • コンピューティング・ケミストリー

背景:

  • 半導体表面の化学相互作用を理解することは,触媒と電子工学にとって極めて重要です.
  • Ge,Si,CのようなグループIVの半導体におけるアミン吸収の行動は完全に解明されていません.
  • 陽子の親和性は,表面反応に影響を与える重要な化学的性質である.

研究 の 目的:

  • 半導体表面における陽子親和の概念を調査する.
  • Ge{100},Si{100},C{100}の表面におけるアミンの化学を調査する.
  • これらの表面上の異なるアミンの反応性と吸収機構を比較する.

主な方法:

  • 多重内反射フーリエ変換赤外線 (MIR-FTIR) スペクトロスコーピーを利用しました.
  • 表面分析のために温度プログラムドソープション (TPD) を採用した.
  • 理論的な予測のための密度関数理論 (DFT) 計算を行いました.

主要な成果:

  • メチラミン,ディメチラミン,トリメチラミンは,Ge-Ndative結合を通じてGe(100) に分子的に化学吸収されます.
  • 主要アミンと二次アミンは,陽子の移転を模倣して,Si{100}上でN-H解離を経験しました.
  • 熱力学と運動学によって説明される,GeからSiの表面からの陽子親和の減少が観察されました.

結論:

  • アミンに対するGe(100) とSi(100) の反応性の差は,表面陽子の親和性がグループ全体で低下していることを示している.
  • 表面プロトン親和性は,半導体上のアミン化学を理解するための有効な概念です.
  • 理論的な予測によると,固体状態の影響は,C100) 表面上の陽子の相性に影響する.