種々のテラス・ステップ・キンク原子をもつ高指数白金表面の分光電気化学による研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02640357
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 高橋 真知子 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (30154868)
• Keywords: 単結晶 / 高指数面 / 電気化学系 / SERS / IR分光法 / 一酸化炭素 / 白金 / 銀

Research Abstract

異なる面指数をもつ単結晶表面上への有機分子の吸着挙動を知る上で、面指数の確認は必須である。今回、従来から行なわれてきた超高真空系ではなく、現実系である電気化学系内で、白金(111),(100)などの基本指数面をはじめ、(711),(1111)などの高指数面に関しても、硫酸酸性水溶液中でボルタモグラムを測定することにより、面指数確認する手法を確立した。この際、単結晶面はアニ-ル・クエンチ法により調製した。この白金(111)面を用いて、まず、SERSの機構解明について、一歩進むことができた。表面プラズモンからの寄与を完全に排除する目的で、原子レベルで平滑である(111)面上に銀を単層電着し、その表面上に吸着した4ーシアノピリジンなどのラマンスペクトルを観測した。電極に酸化還元処理を施し、表面上に銀原子数個からなるクラスタ-を形成させて始めて、SERSが誘起できることが判明し、クラスタ-の存在による光電場の増強、又はクラスタ-の電子状熊が関与した共鳴効果により、SERSが誘起されたと推定した。
次に、白金表面上に吸着した一酸化炭素のCO伸縮振動が、吸着状態を敏感に反映するため、上記白金高指数面上からの吸着COのIR反射吸収スペクトルを観測した。一定電位でのCOの表面被覆率変化に伴うペクトル変化から、低被覆条件下では各面ともブリッジサイトに優先的に吸着すること、そしてある被覆率までは連続的に波数変化することが見出され、COは均一にブリッジサイトを埋めていくことが判明した。一方、onーtop種に関しては、ステップサイトへの吸着のみが見出されテラスよりステップの方が数kcal安定サイトであることが示された。また、高被覆率下では面の違いにより大きく異なる挙動がみられ、IR分光法が表面構造をみる上で、重要な役割を果すことが示された。

Research Products

• [Publications] M.Takahashi & M.Ito: "SERS Study of Underpotentially Deposited Bimetal Electrode System" J.Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 54/55. 913-922 (1990)
• [Publications] S.Watanabe,Y.Kinomoto F.Kitamura,M.Takashi & M.Ito: "An infrared study of CO adsorbed on Pt(100)and pt(110)electrodes:Dynamic aspects of CO at reconstructed surface" J.Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 54/55. 1205-1224 (1990)