酸化物と炭化物の形成は,チタン/有機単層インターフェイスで発生する
Jason J Blackstock1, Carrie L Donley, William F Stickle
1Information and Quantum Systems Laboratory, Hewlett-Packard Laboratories, 1501 Page Mill Road, Palo Alto, California 94304, USA.
Journal of the American Chemical Society
|March 6, 2008
まとめ
超高真空デラミネーションのX線光電子スペクトロスコーピー (XPS) は,埋もれたチタンのインターフェイスを明らかにしています. この方法は,イオン磨きによる損傷を回避し,チタニウムが炭素だけでなく,酸化物を有機単層に形成し,基板に依存する化学的性質を示しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 表面科学とは,地表科学である.
- アナリティカル・ケミストリー (Analytical Chemistry) とは
背景:
- 埋もれたインターフェースの特徴づけは,電子機器にとって極めて重要です.
- イオン研磨の深度プロファイリングは,繊細なインターフェースの化学をしばしば損傷します.
- 金属-有機界面の理解は,粘着と接合性能を告知する.
研究 の 目的:
- 埋もれたTi/有機界面を分析するための新しいUHVデラミネーションXPS技術を開発し,適用する.
- 有機単層に堆積したチタンの化学的状態を調査する.
- 基板の種類と堆積状態がインターフェース形成に及ぼす影響を決定する.
主な方法:
- 埋もれたインターフェイスにアクセスするために,超高真空 (UHV) でサンプルデラミネーション.
- 化学状態分析のためのX線光電子スペクトロスコーピー (XPS).
- Langmuir-Blodgett単層 (C18カドミウムステアート) のチタンの堆積は,Au,SiO2,PtO2の基板に堆積している.
主要な成果:
- UHVデラミネーションXPSは,鋭く,縮小されていないスペクトルを提供し,定量分析を可能にします.
- タイタニウムは主にTi酸化物 (TiO2および還元されたTiOx) の覆層を形成し,これまで考えられていたように薄いTi炭化物層を形成していない.
- 有機膜と基板から酸素が取り除かれるため,基板に依存する重要なTi炭化物形成 (Auの20%まで) が起こります.
- 酸化チタンの形成は,酸素の利用可能性,堆積率,室内の圧力によって影響を受けます.
結論:
- UHVデラミネーションXPSは,人工物なしで埋もれた金属-有機界面を特徴付けるための優れた方法です.
- 有機モノレイヤーとのチタニウムの相互作用は複雑で,かなりの酸化物形成と基板に依存した炭化物生成が含まれています.
- この発見は,分子エレクトロニクスにおけるチタンの粘着層と金属接触に関する以前の仮定に異議を唱える.
