レーザー誘起脱離による表面・分子相互作用の動的特異性の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08454076
• Research Institution: University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 村田 好正 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (10080467)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉安 信雄 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (60017415)
• Keywords: Pt(111) / Pt(111)-Ge表面合金 / NO,COの脱離と吸着 / 脱離分子の角度分布 / 中間の電子励起状態 / 絶縁体-金属転移

Research Abstract

ナノ秒のパルス幅の紫外レーザー誘起による、電子励起に伴う、遷移金属に化学吸着したNO,COの脱離に対して、基板がPtは活性で、Pd,Niが不活性という高い選択性を見い出した。その原因を解明するため、(1)Pt(111)からのNOの脱離について、中間の電子励起状態の性質を明らかにすべく、脱離NO分子の角度分布の速度依存性と回転エネルギー依存性を測定した。脱離の断面積が小さいため、S/N比のよい測定は困難であったが、よい測定結果が得られた。そして(a)脱離分子の速度が増すにつれて角度分布の幅が狭くなる、(b)分布幅の速度依存性は回転エネルギーには依らないとの結果を得た。前者の結果はこの角度分布から脱離の中間励起状態での吸着NO分子の束縛並進モードに関する知見が得られることを示唆している。しかし予想よりはるかに大きい速度依存性が得られ、現在測定結果の解釈を検討中である。(2)Pt(111)-Ge表面合金の電子構造と、この表面に吸着したCO分子の電子状態を測定した。それはPt(111)表面にGeを4%ドープしたPt(111)-Ge表面合金からはNOは脱離するがCOは脱離しない。すなわち脱離に関してこの表面は合金PtとPdの中間の性質を示す。(a)Pt(111)-Geのバンド幅がPtより狭いことが判明した。これは以前に推測したモデルの妥当性を支持する結果である。(b)CO吸着の5σ準位がPt(111)上の吸着と違いがないというCOの吸着エネルギーの測定結果と一見矛盾する結果が得られた。しかしこの表面合金について最近測定した、放射光を用いた角度分解光電子分光法によるバンド構造を用いることにより矛盾なく説明できた。(c)この表面合金上のGeの1原子層は絶縁体-金属転移を起こし、COを化学吸着するs,p電子系の金属になることを見い出した。この表面からのレーザー誘起脱離の研究を進めることが、脱離の選択性の原因の解明に効果的である。

Research Products

• [Publications] 村田,好正: "Selectivity on Laser-Induced Desorption of NO and CO from Transition Metal Surfaces" Z.Phys.Chem.198・I/II. 149-156 (1997)
• [Publications] 村田,好正: "Photoexcited Processes at Metal and Alloy Surfaces:Electronic Structure and Adsorption Site" Surf.Sci.390・1-3. 164-173 (1997)
• [Publications] 村田,好正: "Electronic Structure of a Pt(111)-Ge Surface Alloy and Adsorbed CO" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.(印刷中).