2018 Fiscal Year Annual Research Report
Approach to surface chemical transition state using quantum state controlled molecular beam
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15KT0062
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡田 美智雄 大阪大学, 放射線科学基盤機構, 教授 (30281116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Dino Wilson 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60379146)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面界面物性 / 表面反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで製作してきている超高真空対応型配向分子線装置ならびに連続超熱分子ビーム装置の調整を前年度に引き続き行い課題研究を進めた。超高真空対応型配向分子線装置については、塩化メチル分子ビームを発生し研究をある程度進め、連続超熱分子ビーム装置についても装置調整を進めていた中で、6月に起きた大阪府北部地震のため装置が倒壊してしまい、それ以後はこの2装置を用いた研究が進まない状況となってしまった。前年度に引き続いて、放射光施設においては、連続超熱分子ビーム装置を用いて、酸素分子、エチレン分子および塩化メチル分子が銅および銅合金上で繰り広げる表面反応過程を高分解能X線光電子分光によって明らかにした。特に本年度はエチレン分子や塩化メチル分子の解離反応の閾値の再現性確認を行い、その実験結果と理論計算と合わせて分子解離反応の反応経路に関して解析を進めることができた。その中で、塩化メチル分子の反応については、非断熱過程に起因していると考えられる特異な反応過程を見出したので、その再現性を調査するとともに反応モデルを構築した。さらに、物質材料研究機構のグループとの共同研究として、銅合金表面における初期酸化過程に入射酸素分子の立体異方性がどのように寄与するかを明らかにする実験を進めた。その結果、酸化反応確率の大きな立体異方性を見出し、その原因を理論計算を基にして探索した。ヘリコプター型の酸素の方が、車輪型の酸素よりも酸化反応性が高いことを見出し、表面合金化の効果も解明できた。反応経路を解明するためには理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となったので行った。これについては、実験で得られた様々なデータを研究分担者と一緒に理論解析を進めた。
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