Study of laser-induced surface nitridation of titanium using nitrogen radical beam by X-ray photoelectron spectroscopy

Abstract

The binding energy spectra of titanium nitride (TiN(x)) layers formed on titanium substrates have been studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The titanium nitride layers were prepared by pulsed excimer laser irradiation with a nitrogen radical beam. Various compositions of TiN(x) can be achieved by controlling the laser irradiation conditions. The difference in binding energies between Ti 2p 3/2 and N1s core levels is dependent in the stoichiometry of TiN(x). Variation of the core-level binding energies indicated a decrease of the ionicity in TiN(x) with decreasing x.

チタン基板上に形成した窒化チタン(TiN(x))層の結合エネルギースペクトルをX線光電子分光法(XPS)を用いて研究した。窒化チタンの層を窒素ラジカルビームを用いたパルスエキシマレーザ照射により作製した。TiN(x)の各種組成はレーザ照射条件を制御することによって得ることができる。Ti 2p 3/2とN1sコアレベルとの結合エネルギーの差はTiN(x)の化学量論に依存する。コアレベル結合エネルギーの変動は、xの減少と共にTiN(x)のイオン強度が減少することを示している。