2000 Fiscal Year Annual Research Report
近接場多光子励起TOF表面質量分析法による材料表面のナノキャラクタリゼーション
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12450338
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岡崎 敏 京都大学, 工学研究科, 教授 (40025383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森下 富士夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30026281)
小山 宗孝 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90221861)
ミケレット ルジェロ 京都大学, 工学研究科, 助手 (90314244)
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| Keywords | 近接場多光子励起TOF表面質量分析法 / 表面ナノ局所領域の化学組成分析 / 材料表面のナノキャラクタリゼーション / 表面元素分布の二次元マッピング / 波長可変フェムト秒パルスレーザ / 金属シリサイド表面の元素分析 / 高分子薄膜表面の元素分析 |
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| Research Abstract |
各種材料表面のナノレベル局所場での化学組成の解析は,金属・電極,有機薄膜,半導体,触媒,セラミックス材料などの物性や機能発現機構を解明し,さらに高度な新規機能材料を創製するためのブレークスルーをもたらすとの観点から本研究を推進してきた。
本年度は,近接場励起TOF表面質量分析法に関する基礎検討を重点課題として研究を遂行した。まず,ピコ秒パルスレーザをSTM/TOF質量分析装置の励起光源として用いて、多光子励起法による表面原子・分子の脱離・イオン化効率及び空間分解能などについて基礎検討を行った。試料として、金やパラジウムを蒸着したシリコンを用い、その表面をSTMで観察した後,分析目的位置にSTM探針を合わせて,ピコ秒パルスレーザ(波長266nm)を水平方向からSTM探針の先端部に照射するのと同期してTOF質量分析を行った結果,約2〜5nm径の極微小領域の質量分析が可能なことを明らかにした。STM探針に印加するパルス電圧及びレーザ強度と空間分解能の関係について検討した結果,励起レーザ光の広がり(約50μm径)に対して,TOF分析範囲は極めて微小領域(2nm)であることがわかった。これは、STM探針先端部に発生した近接場光が極微励起源として作用し、また多光子励起効果も相乗して、探針先端直下の表面原子の脱離・イオン化が増強されたことによるものと考えられる。特に本法では,質量分析の前後において,見事に一致したSTM像を観測することができ,分析部位を正確に知ることができるのも大きな特色である。さらに,本年度導入した波長可変型フェムト秒パルスレーザ励起光源を用いるTOF質量分析法について基礎検討を行った。しかし、この光源が長波長(750〜800nm)であるため,近接場顕微鏡用ナノピペット型光学探針への導入が難しく,現在,高調波発生器の開発と光チョッパーについて検討している。
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[Publications] Hyun Park: "Reduction of p-Benzoquinone on Lipid-Modified Electrode : Effect of Lipid Chain Length on the Electron Transfer Reactions."Journal of Electroanallytical Chemistry. 484. 1211-1213 (2000)
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[Publications] Munetaka Oyama: "Formation of π -Excimer or π -Exciplex in Electrogenerated Chemiluminescence Involving Perylene Molecule Revealed Using a Dual-Electrolysis Stopped-Flow Method."Electrochemistry Communication. 2. 363-366 (2000)
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[Publications] Hiroshi Okura: "Formation of Conducting Dendrite Crystals in Electrochemical Oxidation of Tetrakis (dithioacetato) diplatinum (II) Complex in Dichloromethane Solution."Electrochemistry Communication. 2. 367-370 (2000)
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[Publications] Toyomasa Hoshino: "Substituent Effect of Ion Pair Formation Reactions between 1,4-Benzoquinone Derivative Anion Radicals and Metal Cations"Electroanalysis. 12-17. 1373-1378 (2000)
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[Publications] Munetak Oyama: "Complex Aspects of Reaction Kinetics between 2,3-Dichloro-5,6-ducyano-1,4-bezoquinone Dianion and Alkali Metal Cations in Acetonitrile Solution."Journal of Chemical Society,Perkin Transactions 2. 2000. 1631-1636 (2000)
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[Publications] Munetaka Oyama: "Reaction Kinetics of Electrogenerated 9,10-bis(4-substituted-phenyl) anthracene Cation Radicals with Methanol."Journal of Chemical Society,Perkin Transactions 2. 2000. 1745-1748 (2000)
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[Publications] 岡崎敏(分担執筆): "ナノ光学ハンドブック"朝倉書店(印刷中). (2001)
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[Publications] 岡崎敏(分担執筆): "電気化学便覧"丸善. 756 (2000)
