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分子凝集体表面におけるエネルギー移動

Research Project

Project/Area Number 12128201
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高岡 毅 (2002)  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90261479)

楠 勲 (2000-2001)  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30025390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 正洋  筑波大学, 物理工学系, 助教授 (80282333)
山本 恵彦  筑波大学, 物理工学系, 教授 (60251039)
楠 勲  東北大学, 名誉教授 (30025390)
高岡 毅  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90261479)
Project Period (FY) 2000 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥26,100,000 (Direct Cost: ¥26,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥7,200,000 (Direct Cost: ¥7,200,000)
Fiscal Year 2001: ¥18,900,000 (Direct Cost: ¥18,900,000)
Keywords表面 / 分子凝集体 / 赤外分光法 / 超音速分子線 / 低速電子回折 / 原子線散乱法 / ニッケル / 白金
Research Abstract

分子凝集体表面は、自然界で起こる様々な現象と深いかかわりがあり、様々な原子・分子との相互作用を理解することは広く自然現象を理解し、さらに新しい反応経路を見出すことにつながる。とくに分子凝集体表面における原子・分子のエネルギー移動の理解は、分子凝集体表面における物質合成等と直接関連しており、非常に興味深い。赤外分光法(FTIR)、昇温脱離分光(TDS)、および操作プローブ顕微鏡を用いて、分子凝集体表面におけるエネルギー移動に関する以下の成果を得た。
(1)Pt(111)表面上に水分子を4-20層程度成長させた水分子凝集体表面においてアンモニア分子は水分子凝集体表面の水素原子と水素結合を介して吸着する。加熱したときの赤外分光スペクトルの詳細な観測により、(a)アンモニア分子の一部が水分子凝集体内部を拡散してPt(111)表面に到達することを確認し、(b)水分子凝集体表面と水分子凝集体-Pt(111)界面におけるアンモニア分子のポテンシャルエネルギー差を求め、(C)水分子凝集体膜厚が増加するにつれてアンモニア分子が拡散しやすい粒界の面積が減少することを見出した。
(2)仕事関数の減少に伴って表面吸着層におけるメタン分子の直接解離反応が抑制されること、および仕事関数の増大に伴って促進されることを見いだした。これは、真空への電子の拡がりが変化したためにポテンシャル障壁が変化することを示唆するものである。さらに、このことを操作プローブ顕微鏡を用いた微視的計測により確認した。

Report

(3 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All Other

All Publications (17 results)

  • [Publications] Tsuyoshi Takaoka: "A Study of Collision-Induced Desorption of N2 on the Ni(100) surface using Fourier Transform Infrared Spectroscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 6137-6141 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Takahiro Kondo: "Molecular beam study of CH4 oxidation on a Pt(111)-(2x2)-O surface"Journal of Chemical Physics. 118. 760-767 (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Yoichi Yamada: "Moire-like distribution of the local tunneling barrier height of the monolayer graphite adsorbed on Pt(111) surface"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 7501-7505 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 山田洋一: "局所トンネル障壁高さ計測"真空. 45. 503-507 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 近藤剛弘: "Pt(111)表面でのCH4分子の解離吸着反応に及ぼすCs吸着の影響と反応過程"真空. 45. 498-502 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Takahiro Kondo: "Dissociative chemisorption of CH4 on a cesiated Pt(111) surface studied by supersonic molecular beam scattering techniques"Journal of Chemical Physics. 116. 7673-7684 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takaoka: "Collision Induced Phenomena on CO/H/Ni(100) surface"Journal of Chemical Physics. (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 山本 恵彦: "超音速分子線散乱技術を用いた表面化学反応の研究"真空. 44. 1005 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kondo: "Dynamics and thermal stability of Cs super-structures on a Pt(111) surface"Journal of Vacuum and Scientific Technology. A19・6. 2866 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kondo: "Rainbow scattering of CH4 and C2H6 molecular beams from a LiF(001) surface Dependence on incident kinetic energy and molecular anisotropy"Journal of Vacuum and Scientific Technology. A19・5. 2468 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Tomii: "Speed distribution of C2H6 molecular beam scattered through chattering collision on a LiF(001) surface"Journal of Vacuum and Scientific Technology. A19・2. 675 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Yagyu: "Molecular beam studies on inelastic collision processes of methane molecules at a Pt(111) surface"Applied Surface Science. 169/170. 122 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] I.Kusunoki: "Nitridation of a diamond film using 300-700 eV N_2^+ ion beams"Diamond and Related Materials. 9. 698-702 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takaoka: "Collision-Induced-Desorption of N2 on Ni(100) studied with Fourier transform infrared spectroscopy"Surface Science. 454. 218-221 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takami: "Reaction of Si(111) Surface with Acetone"Thin Solid Films. 376. 89-98 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki: "Moire-like contrast in the local tunneling barrier height image of monolayer graphite on Pt(111)"Physical Review B. 61. 15653-15656 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] S.Yagyu: "Time of flight analysis on direct inelastic collision processes of CH4 molecules at a Pt (111) surface"Applied surface science. 165. 217-223 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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