Korean Journal of Crystallography (한국결정학회지)

Korean Crystallographic Association (한국결정학회)
권호 표지

Surface Structure Analysis of Solids by Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy (3): Surface Structure of Ceramics

직충돌 이온산란 분광법(ICISS)에 의한 고체 표면구조의 해석(3): 세라믹 재료의 표면 구조 해석

  • Hwang, Yeon (Department of Materials Science & Engineering, Seoul National University of Technology)
  • 황연 (서울산업대학교 신소재공학과)
  • Received : 2009.03.04
  • Accepted : 2009.03.24
  • Published : 2009.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

이온산란 분광법(ISS: Ion Scattering Spectroscopy)은 표면 원자의 구조를 러더포드 후방산란법(RBS: Rutherford Backscattering Spectroscopy) 등과 같이 실공간에 대하여 직접 정보를 얻는 방법이다. 그 중에서도 산란각도를 $180^{\circ}$로 고정하여 산란이온 검출기를 설치한 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)은 산란된 이온의 궤적이 입사궤도와 거의 동일하기 때문에 산란궤적의 계산이 간단해지고, 최외층 뿐만 아니라 표면에서 수 층 깊이의 원자구조의 해석이 가능하다. 또한 비행시간형(TOF: Time-Of-Flight) 분석기를 채택하여 산란 이온 및 중성원자를 동시에 측정하면 입사 이온의 표면에서의 중성화에 관계 없이 산란 신호를 얻으므로 표면 원자의 결합 특성에 영향 받지 않고 사용할 수 있다. 본고에서는 ICISS의 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 제1편 및 반도체 표면구조, 금속/반도체 계면 등의 해석에 관하여 기술한 제2편에 이어서 세라믹 재료의 표면 원자 구조, 세라믹 박막의 원자 구조, 흡착 기체의 구조, 원소의 편석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.

Keywords

References

  1. Henrich, V. E. and Cox, P. A., The Surface Science of Metal Oxides (Cambridge University Press, Cambridge, 1994)
  2. Thiry, P. A., Ghijsen, J., Sporken, R., Pireaux, J. J., Johnson, R. L. and Caudano, R., Phys. Rev., B39, 3620 (1989) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.39.3620
  3. Peng, X. D. and Barteau, M. A., Surf. Sci., 233, 283 (1990) https://doi.org/10.1016/0039-6028(90)90641-K
  4. Gassmann, P., Franchy, R. and Ibach, H., Surf. Sci., 319, 953 (1994) https://doi.org/10.1016/0039-6028(94)90572-X
  5. Tabata, K., Choso, T., Murakami, A. and Suzuki, E., Surf. Sci, 402-404, 487 (1998) https://doi.org/10.1016/S0039-6028(97)00908-4
  6. Yoshimoto, M., Maeda, T., Shimozono, K., Koinuma, H., Shinohara, M., Ishiyama, O. and Ohtani, F., Appl. Phys. Lett., 65, 3197 (1994) https://doi.org/10.1063/1.112988
  7. Zhou, J. B., Lu, H. C., Gustafsson, T. and H$\"{a}$berle, P., Surf. Sci., 302, 350 (1994) https://doi.org/10.1016/0039-6028(94)90839-7
  8. Hayami, W., Souda, R., Aizawa, T., Otani, S. and Ishizawa Y., Surf. Sci., 276, 299 (1992) https://doi.org/10.1016/0039-6028(92)90717-K
  9. Aono, M., Oshima, C., Zaima, S., Otani, S. and Ishizawa, Y., Jpn. J. Appl. Phys., 20, L829 (1981) https://doi.org/10.1143/JJAP.20.L829
  10. Hwang, Y., Souda, R., Aizawa, T., Hayami, W., Otani, S. and Ishizawa, Y., Surf. Sci., 380, 45 (1997) https://doi.org/10.1016/S0039-6028(97)00012-5
  11. Hwang, Y., Souda, R., Aizawa, T., Hayami, W., Otani, S. and Ishizawa, Y., Jpn. J. Appl. Phys., 36(9A), 5707 (1997) https://doi.org/10.1143/JJAP.36.5707
  12. McKee, R. A., Walker, F. J., Specht, E. D., Jellison Jr., G. E. and Boatner, L. A., Phys. Rev. Lett., 72, 2741 (1994) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.72.2741
  13. Hwang, Y. and Souda, R., Thin Solid Films, 458, 26 (2004) https://doi.org/10.1016/j.tsf.2003.11.227
  14. Hwang, Y., J. Kor. Ceram. Soc., 39, 433 (2002) https://doi.org/10.4191/KCERS.2002.39.5.433
  15. Hwang, Y., Lee, T. K. and Park, B. K., Kor. J. Crystallography, 13, 57 (2002)
  16. Fehner, F. P., Low Temperature Oxidation (John Wiley and Sons, 1986)
  17. Ocal, C., Ferrer, S. and Garcia, N., Surf. Sci., 163, 335 (1985) https://doi.org/10.1016/0039-6028(85)91064-7
  18. Fukuda, Y. and Tanabe, K., Bull. Chem. Soc. Jpn., 46, 1616 (1973) https://doi.org/10.1246/bcsj.46.1616
  19. Nelson, J. W. and Curtler, I. B., J. Am. Ceram. Soc., 66, 111 (1983) https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1983.tb09985.x
  20. Niehus, H. and Comsa, G., Surf. Sci., 140, 18 (1984) https://doi.org/10.1016/0039-6028(84)90378-9
  21. Grizzi, O., Shi, M., Bu, H. and Rabalais, J. W., Phys. Rev., B40, 10217 (1987)
  22. Sumitomo, K., Kobayashi, T., Shoji, F. and Oura, K., Phys. Rev. Lett., 66, 1193 (1991) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.66.1193
  23. Hwang, Y., Souda, R., Hishita, S. and Otani, S., Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., B 184, 555 (2001) https://doi.org/10.1016/S0168-583X(01)00792-3
  24. Souda, R., Hwang, Y., Aizawa, T., Hayami, W., Oyoshi, K. and Hishita, S., Surf. Sci., 387, 136 (1997) https://doi.org/10.1016/S0039-6028(97)00276-8
  25. Suzuki, T., Hishita, S., Oyoshi, K. and Souda, R., Surf. Sci., 391, L1243 (1997) https://doi.org/10.1016/S0039-6028(97)00700-0