X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 상온에서 Cs이 1ML 흡착된 Si(111)7 × 7 표면의 초기 산화과정에 대하여 연구하였다. 산소의 주입량과 Cs의 흡착량의 변화에 따른 0 1s, Cs 3d_(5/2), 그리고 Si 2p 스펙트럼의 변화를 관측하였다. 이러한 측정결과, 표면에 흡착되는 산소량은 Cs의 임계피복량(약 0.5ML)이상에서 급격한 증가를 보임을 알 수 있다. 따라서 Si(111) 7 × 7-Cs 표면의 산화과정은 non-local mechanism을 따르는 것으로 이해할 수 있다. 또한 0 1s 스펙트럼에 서로 다른 chemical environment를 가진 두 종류의 산소 성분이 존재하는 것을 알수 있다. 이러한 두 종류의 0 1s 성분중 높은 운동에너지 성분의 세기는 Cs 흡착량에 의존하며 낮은 운동에너지 성분은 Cs이 완전히 탈착된 후에도 남아있다. 그리고 산소 주입량이 증가함에 따라 Si 2p peak의 세기는 감소하는 반면 Cs 3d_(5/2) peak의 세기는 거의 일정하다. 이러한 결과로부터 Si(111) 7 × 7 표면에 주입되는 산소원자는 Si-0-Si, Si-0-Cs 두 종류의 결합형태를 가지는 것으로 예상된다.
We have studied initial oxidation of Cs-adsorbed Si(111)7×7 surface using X-ray photoelectron spectroscopy at room temperature. It was measured that the changes of 0 1s, Cs 3d_(5/2) and Si 2p spectrum with increasing O_2 exposure and Cs deposition time, respectively. The 0 1s/Si 2p peak intensity ratio rapidly increased at 0.5ML Cs coverage, which means that the non-local mechanism is favored on the Cs-promoted oxidation. The 0 1s peak observed consists of two chemical-shifted components. The 0 1s peak intensity of high kinetic energy component depended on the Cs coverage while low kinetic energy component still remained after complete Cs desorption. The Cs 3d_(5/2) peak intensity was nearly constant, though the Si 2p peak intensity decreased with increasing O_2 exposure. These results suggest that oxygen atoms adsorbed on the Si(111)7×7 surface have two different bond configurations such as Si-O-Si, Si-O-Cs.
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