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固-液界面における電気二重層の基礎的理解に向けた局所構造解析の新展開

Research Project

Project/Area Number 22350008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

福井 賢一  Osaka University, 基礎工学研究科, 教授 (60262143)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横田 泰之  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (00455370)
Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2010: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywords表面・界面物性 / 電極表面 / 電気二重層 / 電気化学 / 局所構造解析
Research Abstract

今年度は以下の3つの研究を実施して,論文,学会発表により成果を示してきた
1. エネルギー散逸コントラストの起源の解明と電気二重層局所構造解析への応用
申請者らは電極界面で分子の電子移動反応による電荷の可逆的変化に伴い,力検出を行うカンチレバーのエネルギー散逸量が変化することを見いだしたが,その起源を検証する実験を行った.その結果,分子の酸化に伴う電気ダイポールの形成が重要であること見出し,2報の論文として報告した(次頁の最初の2報)
2. イオン液体/電極界面の局所造の直観測
表面電荷をもたない炭素電極表面上でイオン液体との界面では固相的なイオン液体分子ペアからなる層構造渉できること,平坦で均質な電極表面であっても層の厚みは不均一で,流動的なイオン液体と接していてもステップをもつ層構造をとることを初めて見出した.応用上重要なイオン液体の電極反応にとって,非常に意義のある発見で,次頁3つめの論文として報告した
3. 光子分光計測を目指したイオン液体薄層形成方法の検討
有機溶媒にイオン液体分子を溶解し,スピンコート法により溶媒を揮発させながら電極上にイオン液体薄膜の形成が可能となった.この手法によって,電極上に固定した酸化還元活性な分子の電子移動に関わる最高占有準位が,イオン液体に被覆されることによって低結合エネルギー側にシフトを受けることを,光電子分光によって直接観測することに成功した

Report

(1 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Observation of redo-state dependent reversible local structural change of ferrocenyl-terminated molecular island by electrochemical frequency modulation AFM2010

    • Author(s)
      K.Umeda, K.Fukui
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 26 Pages: 9104-9110

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential Dependent Changein Local Structure of Ferrocenyl-terminated Molecular Islands by Electrochemical Frequency Modulation Atomic Force Microscopy2010

    • Author(s)
      K.Umeda, K.Fukui
    • Journal Title

      J.Vac.Sci.Technol.B..

      Volume: 28

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct observation of layered structures at ionic liquid/solid interfaces by using frequency-modulationatom force microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Yokote, T.Harada, K.Fukui
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 8627-8629

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イオン液体/固体界面に形成される層状構造の周演数変調原子間力顕微鏡による観察評価2011

    • Author(s)
      横田泰之, 原田朋宏, 今西哲士, 福井賢一
    • Organizer
      電気化学会第78回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-03-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電極/水溶液海面に吸着したフェナレニル誘導体分子の電子移動2011

    • Author(s)
      宇都宮徹, 横田泰之, 榎敏明, 平尾泰一, 久保孝史, 福井賢一
    • Organizer
      電気化学会第78回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-03-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 先端に酸化還元活性な官能基を有する三脚型分子の単一電子移動過程の力による解析2011

    • Author(s)
      竹中正浩, 三輪剛資, Rashid N.Nadaf, 横田泰之, 福井賢一
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] FM-AFMによるイオン液体/固体界面の層状構造観察2011

    • Author(s)
      原田朋宏, 横田泰之, 今西哲士, 福井賢一
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電極界面での電気二重層の分子論的描像の解明とその応用2011

    • Author(s)
      福井賢一
    • Organizer
      大阪大学物質・材料科学研究推進機構講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-03-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structural analysis of electric double layer at liquid/electrode interfaces by electrochemical FM-AFM2010

    • Author(s)
      Ken-ichi Fukui, Ken-ichi Umeda, Tomohiro Harada, Yasuyuki Yokota
    • Organizer
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2010)
    • Place of Presentation
      Honolulu(米国ハワイ州)
    • Year and Date
      2010-12-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電極表面に吸着したフェナレニル誘導体分子の電気化学STM測定2010

    • Author(s)
      宇都宮徹, 横田泰之, 榎敏明, 平尾泰一, 久保孝史, 福井賢一
    • Organizer
      第4回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体/電極界面に固定したフェロセン誘導体の光電子分光による電子状態解析2010

    • Author(s)
      咲野純也, 横田泰之, 福井賢一
    • Organizer
      第4回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Stable layered structure at ionic liquid/solid interfaces observed by FM-AFM measurements in ionic liquid2010

    • Author(s)
      Tomohiro Harada, Yasuyuki Yokota, Ken-ichi Fukui
    • Organizer
      13th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (NC-AFM2010)
    • Place of Presentation
      Kanazawa(石川県)
    • Year and Date
      2010-08-04
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular tip designed for single electron transfer analysis of redox processes by FM-AFM2010

    • Author(s)
      Masahiro, Takenaka, Takeshi Miwa, Rashid N.Nadaf, Yasuyuki Yokota, Ken-ichi Fukui
    • Organizer
      13th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (NC-AFM2010)
    • Place of Presentation
      Kanazawa(石川県)
    • Year and Date
      2010-08-04
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Microscopic Investigations of Electrified Solid-Liquid. Interfaces Using FM-AFM : Beyond Electrochemical STM2010

    • Author(s)
      Yasuyuki Yokota, Ken-ichi Umeda, Tomohiro Harada, Ken-ichi Fukui
    • Organizer
      13th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (NC-AFM2010)
    • Place of Presentation
      Kanazawa(石川県)
    • Year and Date
      2010-08-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気化学FM-AFMによる電極反応に伴う界面の局所構造変化の解析2010

    • Author(s)
      福井賢一
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第66回学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-05-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2016-04-21  

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