固体/溶液界面層の極微構造のその場観察と超高速ダイナミクス

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 魚崎 浩平 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20133697)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水木 純一郎 日本原子力研究所, 大型放射光施設計画推進共同チーム利用系グループ, グループリーダー ; 叶 深 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40250419) ; 近藤 敏啓 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70240629)
• Keywords: 電気化学 / 電析 / 走査型トンネル顕微鏡 / 自己組織化単分子層 / 電子移動ダイナミクス / 半導体電極

Research Abstract

基礎、応用の両面で益々その重要視が増しつつある固体/溶液界面反応を厳密に理解する事を目的に、STM、AFM等やシンクロトロン放射(SOR)光を利用した表面X線散乱(XSW)及びX吸収分光(XAS)により固体/溶液界の3次元構造を原子・分子レベルで解析し、二次元高調波発生(SHG)/和周波発生(SFG)といった超高速非線形分光により固体/溶液界面反応プロセスを超短時間領域に拡大して詳細に検討した。
具体的には、1)金属・半導体単結晶電極表面構造の再配列反応及び溶液種吸着の影響の評価金属・半導体単結晶表面の真空中とは異なる再配列構造を、溶液種(カチオン種、アニオン種、溶存種)吸着の影響や下地層の構造による影響を探りながら、STM/AFM/SXS/XSW/XASにより厳密に解析し、溶液種吸着構造をRAS/SFGによって解析した。2)機能性有機分子層の構造/配向の評価と有機分子層反応の超高速追跡種々の末端官能基をもった修飾分子を合成し、自己組織化法により固体表面に配列し、配向性をSTM/AFM及びIRASに用いて決定した。なお、反応素過程における電子移動速度をSHG/SFGによって検討するシステムを開発しつつある。

Research Products

• [Publications] K. Uosaki: "Formation of Two-Dimensional Crystals of Alkanes on Au(111) Surface in Neat Liquid"J. Am. Chem. Soc.. 121・16. 4090-4091 (1999)
• [Publications] R. Yamada: "Solvent Effect on the Structure of the Self-Assembled Monolayer of Alkanethiol"Chem. Lett.. 7. 667-668 (1999)
• [Publications] H. Naohara: "Electrochemical Deposition of Palladium on an Au(111) Electrode : Effects of Adsorbed Hydrogen for a Growth Mode"Coll. and Surf. -Part A. 154. 201-208 (1999)
• [Publications] B. Ohtani: "Two-Dimensional Chirality : Self-assembled Monolayer of Atropisomeric Compounds Covalently Bound to Gold Surface"J. Am. Chem. Soc.. 121・27. 6515-6516 (1999)
• [Publications] S. Ye: "Coverage Dependent Behavior of Redox Reaction Induced Structure Change and Mass Transport at an II- ferroceny1-1-undecanethiol Self-assembled Monolayer on a Gold electrode Studied by an in situ IRRAS/EQCM Combined System"PCCP. 1・15. 3653-3659 (1999)
• [Publications] S. Ye: "An Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy Study of the Adsorption of Organic Contaminants on a Hydrogen-terminated Si(111) Surface in Air"Appl. Phys. Lett.. 75・11. 1562-1564 (1999)
• [Publications] H. Naohara: "Electrochemical Epitaxial Growth of Palladium Layer on an Au(100) Electrode"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 2-9 (1999)
• [Publications] M. Abe: "Synthesis and electrochemical characterization of self-assembled monolayers of redox-active oxide-bridged triruthenium(III) clusters on Au(111)"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 93-98 (1999)
• [Publications] N. Nishimura: "Post-assembly insertion of metal ions into thiol-derivatized porphyrin monolayers on gold"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 75-84 (1999)
• [Publications] T. Kondo: "Effects of Alkylchain Length on the Efficiency of Photoinduced Electron Transfer at Gold Electrodes Modified with Self-Assembled Monolayers of Molecules Containing Porphyrin, Ferrocene and Thiol Separated Each Other by Alkylchains"Z. Phys. Chem.. 212. 23-30 (1999)
• [Publications] T. Inomata: "Self-Assembled Monolayers of Non-Heme Diiron(III) Model Complexes on Au(111) Electrode : Synthesis and Proton-Coupled Redox Behavior in Water"Chem. Lett.. 10. 1097-1098 (1999)
• [Publications] H. Noguchi: "Visible Electroluminescence from n-Type Porous Silicon/Electrolyte Solution Interface : Time Dependent Electroluminescence Spectra"J. Electrochem. Soc.. 146. 22-27 (1999)
• [Publications] T. Baum: "Formation of Self-Assembled Monolayers of Alkanethiols on GaAs Characterized By ATR-FTIR Spectroscopy"Langmuir. 15・25. 8577-8579 (1999)
• [Publications] M. Abe: "Electrochemical and Infrared Spectroelectrochemical Characterization of Self-Assembled Monolayers of a Carbonyl-Coordinated Trinuclear Ruthenium Complex on a Gold Electrode"Electrochem.. 67・12. 1162-1164 (1999)
• [Publications] K. Sugihara: "Structure Dependence of the Surface pKa of Mercaptoundecanoic Acid SAM on Gold"Electrochem.. 67・12. 1172-1174 (1999)