大学院理工学研究科（理）
理工学専攻（分子科学）
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更新日：2024/12/26
講師
ｶｷｳﾁ　ﾀｸﾋﾛ
垣内　拓大

経歴

  1. 2008/04-現在愛媛大学大学院理工学研究科環境機能科学専攻助教（特任講師）
  2. 2017/08-2018/08Helmholtz Zentrum BerlinMethods and Instrumentation for Synchrotron Radiation ResearchGuest Resecher

学歴

  1. 愛媛大学2000/042004/03
  2. 愛媛大学大学院2004/042006/03
  3. 総合研究大学院大学（総研大）2006/042008/03
  4. 愛媛大学2004
  5. 総合研究大学院大学2008

学位

  1. 博士理学総合研究大学院大学2008/03

研究分野

  1. 自然科学一般半導体、光物性、原子物理表面・界面
  2. ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）電子デバイス、電子機器高誘電体材料
  3. ナノテク・材料基礎物理化学
  4. エネルギー量子ビーム科学シンクロトロン放射光

研究キーワード

  1. 表面界面
  2. 表面物性
  3. 半導体
  4. 量子化学
  5. 表面科学
  6. コインシデンス分光
  7. X線光電子分光法
  8. オージェ電子分光法
  9. 構造化学

共同研究・競争的資金等の研究課題

  1. 株式会社ネオス研究寄付金寄付金（構造化学への研究助成）固体表面と入射分子ビームとの表面反応機構の解明2022/08-2023/03その他
  2. 愛媛大学金属（Hf・Zr）／Si半導体表面界面局所構造中シリサイドの酸化反応理解と制御基盤研究(C)2021/04-2024/03競争的資金
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論文

  1. ハフニウムが吸着したSi(111)-7×7表面の初期酸化段階における膜厚依存性2024/07/29垣内拓大、穴井亮太、佐伯大殊、津田泰孝、吉越章隆Journal of Physical Chemistry C128/ 31, 13052-13063研究論文（学術雑誌）10.1021/acs.jpcc.4c02368アメリカ化学会Coverage dependence on the early oxidation stages of hafnium–adsorbed silicon (111) [Hf–Si(111)] was investigated by synchrotron radiation X-ray photoelectron spectroscopy. The Hf–Si(111) surface with a 0.5 monolayer (ML) comprised Hf tetrasilicide (HfSi4) and Hf monosilicide (HfSi). HfSi4 is inferred to be single Hf adsorption around the Si rest-atoms/corner-holes on the 7 × 7 reconstructed surface, while HfSi is inferred to be a unit of six Hf atoms adsorbed on the top of the Si center adatoms/rest-atoms on the same surface. HfSi was oxidized by exposure to thermal oxygen molecules (O2) with a translational energy (Et) of 0.03 eV; subsequently, a surface passivation behavior was observed. HfSi4 was oxidized by supersonic O2 beam (SOMB) irradiation at Et = 0.39 eV. In Hf–Si(111) with six MLs, Si migration into the Hf overlayers and segregation on the surface were observed by depth profiling. The segregated Si atoms were oxidized by SOMB irradiation with Et = 2.2 eV. The interfacial compounds of metallic Hf, HfSi, and HfSi4 remained regardless of the Et of the impinging O2 because no oxygen reached near the Si substrate. The oxide composition and distribution near the surface were completely different depending on the Hf coverage.
  2. Oxidation Mechanisms of Hafnium Overlayers Deposited on an Si(111) Substrate2022/02/16Takuhiro Kakiuchi, Tomoki Matoba, Daisuke Koyama, Yuki Yamamoto, Akitaka YoshigoeLangmuir38/ 8, 2642-2650研究論文（学術雑誌）10.1021/acs.langmuir.1c02711ACS publicationsThe oxidation mechanism of hafnium overlayers on an Si(111) substrate [Hf−Si(111), including the outermost metallic Hf overlayers and interfacial Hf silicides (HfSi and HfSi_4)] was investigated via high-resolution synchrotron radiation X-ray photoelectron spectroscopy (SR-XPS) of Hf 4f_(5/2,7/2), Si 2p_(1/2,3/2), and O 1s core levels. The atomic-scale interaction of O_2 molecules with Hf−Si(111) is discussed by comparing the results obtained following thermal O_2 exposures [translational energy (E_t) ≈ 0.03 eV] with those obtained following supersonic O_2 molecular beam (SOMB) irradiation (E_t ≈ 2.2 eV). Metallic Hf and interfacial HfSi were immediately oxidized to HfO_2 and Hf (sub)silicates (Hf−O−Si configurations) via trapping-mediated dissociative adsorption. Upon excessive SOMB irradiation, the other interfacial HfSi_4 was oxidized via direct dissociation. When oxidation proceeded at the Si(111) substrate via excess SOMB irradiation, volatile Si atoms were emitted from the interfacial SiO_2/Si-strained layers. When the volatile Si atoms were trapped in the overlayers, the HfO_2 overlayers were converted into completely oxidized Hf silicate layers. However, when the volatile Si atoms passed through the HfO_2 overlayers, they reacted with the impinging O_2, and the outermost SiO_2 deposition layers were formed on HfO_2 (or Hf silicate) layers.
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講演・口頭発表等

  1. ハフニウムが吸着したゲルマニウム表面と酸素分子の反応中に同時進行する酸化・還元反応2024年 第85回応用物理学会秋季学術講演会2024/09/17口頭発表（一般）
  2. ハフニウムが吸着したSi(111)基板の局所/全域で進行する酸化反応機構　～Hfの蒸着量に依存した表面界面酸化状態の違い～第84回応用物理学会秋季学術講演会2023/09/22口頭発表（一般）本研究では、異なる量のHfが吸着したSi(111) [Hf-Si(111)]上に特定のEtを持ったO2を照射しながら放射光光電子分光法を行うことで表面界面の化学状態変化を観測し、Hf-Si(111)の酸化反応機構を考察し、発表した。
  3. 超音速酸素分子線照射による非平衡ハフニウム吸着シリコン(111) 表面界面での酸化反応第16回分子科学討論会 2022横浜2022/09/19ポスター発表
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担当授業科目

  1. 2024化学実験Ⅰ
  2. 2024機器分析Ⅳ
  3. 2024化学実験Ⅱ
  4. 2024化学実験Ⅴ
  5. 2024量子化学特論B
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社会貢献活動

  1. 高校生おもしろ科学コンテスト出題委員2023/11/11-2023/11/11毎年開催されているこのイベントの作問・監督・講評を行った。
  2. 高校生おもしろ科学コンテスト出題委員2023/11/10-2023/11/10
  3. 大学コンソーシアムえひめ　インターンシップ2023/08/07-2023/09/24大学コンソーシアムえひめインターンシップ事業を支援した。
  4. 夢化学２１2022/08/09-2022/08/09高校生に対して大学での講義体験、および体験実験（2テーマ）を準備した。
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所属学協会

  1. 日本応用物理学会
  2. 分子科学会
  3. 日本表面真空学会
  4. 日本物理学会
  5. 日本化学会
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委員歴

  1. 2015/04-2025/03/31愛媛大学理学同窓会幹事
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担当経験のある科目

  1. 構造化学演習愛媛大学理学部
  2. 分子分光特論愛媛大学大学院教育学研究科
  3. 化学実験Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ愛媛大学理学部
  4. 基礎化学実験愛媛大学理学部
  5. 機器分析愛媛大学理学部
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