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Surface photochemistryの基礎的電子過程に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 05403006
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関京都大学

研究代表者

中辻 博  京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)

研究分担者 中井 浩巳  京都大学, 工学研究科, 助手 (00243056)
波田 雅彦  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20228480)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
1995年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1994年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1993年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
キーワード表面光化学 / Dipped Adcluster Model(DAM) / SAC-CI法 / 光刺激脱離 / SERS(表面増強ラマン散乱) / STM(走査型トンネル顕微鏡) / 触媒反応 / 量子化学 / Dipped Adcluster Model / SAC-Cl法 / 光分解反応 / 表面光化学反応 / SAC / 光触媒反応 / 非断熱遷移 / surface photochemistry
研究概要

本研究の目的は、論理的な立場から表面光化学の電子プロセスを明らかにすることである。表面-分子系の理論モデルとしてクラスラ-モデルとDipped Adcluster Model(DAM)を用いて、その系の基底状態と励起状態の電子構造およびエネルギーをSAC-CI法などの量子化学計算により求めた。以下に具体的な研究成果を述べる。
1.金属表面上の表面励起プロセス:発光や電子放出を伴う吸着現象(Cl/K系)、Pt表面からの吸着CO,NO分子の光刺脱離に対して、SAC-CI法により励起状態のポテンシャルカーブを描き、そのダイナミックスを研究した。表面-分子系の励起状態や電子移動状態が関与する現象として、SERS(表面補強ラマン散乱)やSTM(走査型トンネル顕微鏡)についても研究し、新しい理論モデルを提案することによりそのメカニズムを明らかにした。2.金属および金属酸化物表面上における触媒反応:金属および金属酸化物表面上で起こる吸着や分解反応の反応は、熱反応であるにもかかわらずしばしば励起状態の関与が見られる。今回、そのような触媒反応として、酸素、水素の吸着、ギ酸の分解、GaAs表面のエピタキシャル成長に関して研究を行った。
3.金属醋体の電子スペクトル:金属表面と金属醋体のアナロジーから、種々の金属醋体の励起状態の理論計算を行った。SAC-CI法による結果は、いずれの場合も実験スペクトルを良く再現し、それに基づいて信頼できるアサインメントができた。
4.金属醋体の光化学反応:金属醋体に対しては、更に、光励起に引き続いて起こる光分解や光異性化反応について研究した。具体的には、MnO_4とNi(CO)_4の光分解、Pt-アセチレン、エチレン醋体の光異性化反応に大して、関与する励起状態の特定、中間体の構造決定などを行った。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (82件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (82件)

  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Dipped Adcluster Model Study for Molecular and Dissociative Chemisorption of O_2 on an Ag Surface" J. Chem. Phys.98(3). 2423-2436 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study of the Visible and Ultraviolet Spectra of Chromyl Chloride CrO_2Cl_<>" J. Chem. Phys.99(3). 1945-1951 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hada: "Theoretical Study of the Methane Activation Reactions by Pt, Pt^+, and Pt^- Atoms" J. Mol. Struc. (THEOCHEM). 281(2,3). 207-212 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Dipped Adcluster Model and SAC-CI Method Applied to Harpooning, Chemiluminescence, and Electron Emission in Halogen Chemisorption on Alkali Metal Surface" J. Mol. Catlysis. 82. 211-228 (1993)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by As_2 Molecular Beam. I. As_2Adsorption on GaAs Surface" Surf. Sci.291. 271-280 (1993)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by As_2 Molecular Beam. II. Mechanism Involving GaAs_2 Intermediate" Surf. Sci.291. 281-290 (1993)

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  • [文献書誌] H. Nakai: "Theoretical Study on the Ground and Excited States of the Chromate Anion CrO^<2->_4" J. Chem. Phys.101(2). 1029-1036 (1994)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study on the Excited and Ionized States of TiBr_4 and TiI_4" J. Chem. Phys.101(9). 7658-7671 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by Arsenic Molecular Beam. III, As_4 Molecular Beam." Surf. Sci.316. 168-180 (1994)

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  • [文献書誌] H. Nakai: "Mechanism of Photochemical Reaction of Permanganate Ion" J. Mol. Struc (THEOCHEM). 311. 141-151 (1994)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study on the Molecular and Dissociative Adsorption of H_2 on a ZrO_2 Surface" J. Phys. Chem.98(46). 11840-11845 (1994)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Collision Induced Absorptions Spectra and Line Broadening of CsRg System(Rg=Xe,Kr,Ar,Ne)Studied by the SAC-CI Method" J. Chem. Phys.102(17). 6822-6830 (1995)

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  • [文献書誌] H. Nakai: "Theoretical Study on the Photochemical Decomposition Reaction of Permanganate Ion, MnO^-_4" J. Phys. Chem.99(21). 8550-8555 (1995)

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  • [文献書誌] H. Nakai: "Electronic Mechanism of the Surface Enhanced Raman Scattering" J. Chem. Phys.103(6). 2286-2294 (1995)

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  • [文献書誌] M. Hada: "Theoretical Study of the Transition Energies of the Visible Absorpton Spectra of [RhCl_6]^3 and [RhCl_5(H_2O)]^<2-> Complexed in Aqueous Solution" Bull. Chem. Soc. Jap.68. 1601-1605 (1995)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study on the Chemisorption and Surface Reaction of HCOOH on an MgO(001) Surface" Surf. Sci.336. 232-244 (1995)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study of the Vacuum Ultraviolet Specttra of SnH_4 and Sn(ch_3)_4" J. Phys. Chem.99(33). 12501-12506 (1995)

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  • [文献書誌] M. Hada: "Theoretical Study on the Electronic Spectrum of TcO_4^-" Theoret. Chim. Acta. 92. 351 (1995)

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  • [文献書誌] M. Hada: "Theoretical Study on the Excitation Spectrum and the Photofragmentation Reaction of Ni(CO)_4" J. Chem. Phys.103(16). 6993-6998 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "First-principles Molecular Dynamics Study of Acetylene Adsorption on the Si(001)Surface" Surf. Sci.341. L1091-L1095 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study on the Photostimulated Desorption of CO from a Pt Surface" J. Chem. Phys.104(2). 714-726 (1996)

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  • [文献書誌] H. Nakai: "Ab Initio Molecular Orbital Model of Scanning Tunneling Microscopy" J. Chem. Phys.104(5). 2410-2417 (1996)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Theoretical Study on the Chemisorption and the Surface Reaction of HCOOH on a ZnO(1010)Surface" J. Phys. Chem.

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "New Functionality Materials, Vol. C Synthetic Process and Control of Functionality Materials" Elsevier, 12 (1993)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Dipped Adcluster Model Study for Molecular and Dissociative Chemisorption of O_2 on an Ag Surface" J.Chem.Phys.98(3). 2423-2436 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Theoretical Study of the Visible and Ultraviolet Spectra of Chromyl Chloride CrO_2Cl_2" J.Chem.Phys.99(3). 1945-1951 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hada: "Theoretical Study on the Methane Activation Reactions by Pt, Pt^+, and Pt^- Atoms" J.Molec.Struc. (THEOCHEM). 281(2,3). 207-212 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Dipped Adcluster Model and SAC-CI Method Applied to Harpooning, Chemiluminescence, and Electron Emission in Halogen Chemisorption on Alkali Metal Surface" J.Mol.Catalysis. 82. 211-228 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by As_2 Molecular Beam.I.As_2 Adsorption on GaAs Surface" Surf.Sci.291. 271-280 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by As_2 Molecular Beam.II.Mechanism Involving GaAs_2 Intermediate" Surf.Sci.291. 281-290 (1993)

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  • [文献書誌] H.Nakaii: "Theoretical Study on the Ground and Excited States of the Chromate Anion CrO_4^<2->" J.Chem.Phys.101(2). 1029-1036 (1994)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Theoretical Study on the Excited and Ionized States of TiBr_4 and TiI_4" J.Chem.Phys.101(9). 7658-7671 (1994)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Cluster Model Study on GaAs Epitaxial Crystal Growth by Arsenic Molecular Beam.III,As_4 Molecular Beam." Surf.Sci.316. 168-180 (1994)

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  • [文献書誌] H.Nakai.: "Mechanism of Photochemical Reaction of Permanganate Ion" J.Mol.Struc. (THEOCHEM). 311. 141-151 (1994)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji.: "Theoretical Study on the Molecular and Dissociative Adsorption of H_2 on a ZrO_2 Surface" J.Phys.Chem.98(46). 11840-11845 (1994)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji.: "Collision Induced Absorptions Spectra and Line Broadening of CsRg System (Rg=Xe, Kr, Ar, Ne) Studied by the SAC-CI Method" J.Chem.Phys.102(17). 6822-6830 (1995)

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  • [文献書誌] H.Nakai.: "Theoretical Study on the Photochemical Decomposition Reaction of Permanganate Ion, MnO_4^-" J.Phys.Chem.99(21). 8550-8555 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakai.: "Electronic Mechanism of the Surface Enhanced Raman Scattering" J.Chem.Phys.103(6). 2286-2294 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hada.: "Theoretical Study of the Transition Energies of the Visible Absorption Spectra of [RhCl_6] ^<3-> and [RhCl_5 (H_2O) ] ^<2-> Complexes in Aqueous Solution" Bull.Chem.Soc.Jap.68. 1601-1605 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Theoretical Study on the Chemisorption and Surface Reaction of HCOOH on an MgO (001) Surface" Surf.Sci.336. 232-244 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji.: "Theoretical Study of the Vacuum Ultraviolet Spectra of SnH_4 and Sn (CH_3) _4" J.Phys.Chem.99(33). 12501-12506 (1995)

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  • [文献書誌] M.Hada.: "Theoretical Study on the Electronic Spectrum of TcO_4^-" Theoret.Chim.Acta. 92. 351 (1995)

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  • [文献書誌] M.Hada.: "Theoretical Study on the Excitation Spectrum and the Photofragmentation Reaction of Ni (CO) _4" J.Chem.Phys.103(16). 6993-6998 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji.: "First-principles Molecular Dynamics Study of Acetylene Adsorption on the Si (001) Surface" Surf.Sci.341. L1091-L1095 (1995)

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji.: "Theoretical Study on the Photostimulated Desorption of CO from a Pt Surface" J.Chem.Phys.104(2). 714-726 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakai.: "Ab Initio Molecular Orbital Model of Scanning Tunneling Microscopy" J.Chem.Phys.104(5). 2410-2417 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakatsuji: "Theoretical Study on the Chemisorption and the Surface Reaction of HCOOH on a ZnO (1010) Surface" J.Phys.Chem.(in press.).

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  • [文献書誌] H.Nakatsuji: New Functionality Materials, Vol.C Synthetic Process and Control of Functionality Materials. Elsevier, 15-26 (1993)

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  • [文献書誌] H. Nakatsuji: "Colision Induced Absorptions of CsRg System (Rg=Xe, Kr, Ar, Ne) Studied by the SAC-CI Method" J. Chem. Phys.102. 6822-6830 (1995)

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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