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(η-CH)Ru(CO)Clから生成した電子ビーム蒸着ルテニウムから塩素を除去する効率的なNHベースのプロセス
Efficient NH-based process to remove chlorine from electron beam deposited ruthenium produced from (η-CH)Ru(CO)Cl.
PMID: 32616780 PMCID: PMC7331610. DOI: 10.1038/s41598-020-67803-y.
抄録
集束電子ビーム誘起蒸着(FEBID)によるRuナノ構造の作製には、純金属を得るために適切な前駆体分子とプロセスが必要である。これまでのところ、既存の有機金属Ru前駆体は、シクロペンタジエニルアニオンのような大きな有機配位子を含んでおり、FEBIDプロセス中に堆積物に埋め込まれる傾向があるため、これが問題となっている。最近では、(η-CH)Ru(CO)X(X=Cl, Br)が代替的な前駆体として提案されている。しかし、電子線照射後にはアリル配位子とCl配位子が残存し、ハロゲン化物の除去には広範囲の電子線照射が必要である。オージェ電子分光法を用いて、(η-CH)Ru(CO)Clの薄い縮合層に電子線を照射して形成された析出物からのClの除去を促進する反応剤としてNHを用いたポストデポジション精製プロセスを実証した。電子誘起分解の際に前駆体からCOが失われることで、NHとCl配位子との反応が起こり、HClが生成する。電子刺激脱離実験と熱脱離分光法を併用することで、FEBIDプロセスでは熱反応がCOの損失に寄与するが、アリル配位子とCl配位子はわずかな量しか除去されないことが明らかになった。
The fabrication of Ru nanostructures by focused electron beam induced deposition (FEBID) requires suitable precursor molecules and processes to obtain the pure metal. So far this is problematic because established organometallic Ru precursors contain large organic ligands, such as cyclopentadienyl anions, that tend to become embedded in the deposit during the FEBID process. Recently, (η-CH)Ru(CO)X (X = Cl, Br) has been proposed as an alternative precursor because CO can easily desorb under electron exposure. However, allyl and Cl ligands remain behind after electron irradiation and the removal of the halide requires extensive electron exposures. Auger electron spectroscopy is applied to demonstrate a postdeposition purification process in which NH is used as a reactant that enhances the removal of Cl from deposits formed by electron irradiation of thin condensed layers of (η-CH)Ru(CO)Cl. The loss of CO from the precursor during electron-induced decomposition enables a reaction between NH and the Cl ligands that produces HCl. The combined use of electron-stimulated desorption experiments and thermal desorption spectrometry further reveals that thermal reactions contribute to the loss of CO in the FEBID process but remove only minor amounts of the allyl and Cl ligands.