2019 Fiscal Year Annual Research Report
Nonlinear optical properties of fibrous composite thin films containing metallic nanowire arrays with thickness less than a few nm
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15K05126
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
水谷 五郎 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30183958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KHUAT Hien 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30729190) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光第二高調波発生 / ステップ / 酸化チタン(TiO2) / Au / Si / 水素 / 脱離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒Au/TiO2(320)において、表面上の原子レベルステップに注目しその部分に吸着しているAu原子を１つの集団とし、界面における繊維状薄膜と考える。平成３０年度はその波長可変のSHG応答の測定を行なったが、令和元年度はその結果の信頼度を上げる作業を行った。SHG光の測定配置は、入射面が[2-30]方向を含んでS偏光入射S偏光出射のステップからのシグナルが支配的な配置と、同じ入射面でP偏光入射P偏光出射のテラスからのシグナルが支配的な配置である。計測は二光子エネルギーにして、2.5eVから5.3eVまで行なった。その結果、両者の配置では2.8eVと4.8eV付近にピークを持つスペクトルが得られた。これらのピークはバンドギャップ内の界面準位とより高いエネルギーの界面準位と思われる。
SFG分光法を用いて、超高真空中で規定した[-1-12]方向に9.5oのミスカットを施したSi(111)表面に分子状の水素を用いて吸着させた水素終端Siからの水素の脱離を観察した。ssp偏光の偏光配置で、赤外光2085cm-1に対してテラス吸着のモノハライドのピークが、2098cm-1でステップにおけるダイハイドライドの振動モードが観察された。このダイハイドライドはナノワイヤ列を含む繊維状の複合薄膜とみなすことができる。試料温度593Kと673Kにおいて、これらの２つのピーク強度の減少の様子を時間の関数として観察した。ダイハイドライドピークが弱くなっていくスピードはテラスピークのそれより速かった。試料温度673Kにおけるダイハイドライドの脱離スピードは593Kのそれより４５倍速かった。この差より求めた脱離エネルギーはおよそ1.6eVであった。テラス吸着の水素の脱離エネルギー2.5eVと比べるとかなり小さい。テラスピークの脱離曲線の脱離次数は十分なS/N比が得られず、求められなかった。
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