2016 Fiscal Year Research-status Report
パラジウム金合金表面における水素吸放出サイトの解明
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16K04957
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小倉 正平 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10396905)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではCOの吸着を利用してPdAu合金表面における水素の吸放出サイトを明らかにすることを目的とする．Pd70Au30(110)表面においてCOが水素の吸放出サイトをブロックすることを利用し，そのCOの吸着サイトを反射型赤外吸収分光法を用いて調べることにより水素の吸放出サイトのミクロな構造を明らかにする．また昇温脱離スペクトルのシミュレーションを行い，COによる吸放出サイトのブロックのメカニズムを解明する．
本年度は現有の超高真空装置を赤外吸収分光装置と組み合わせ，超高真空中での加熱により表面構造を制御したPd70Au30(110)表面に吸着させたCOの反射型赤外吸収スペクトルを測定した．COの吸着量が低い場合は2069-2071 cm-1にCO伸縮振動のピークが現れるが，飽和吸着量ではそのピークは消失し，代わりに2110-2121 cm-1と1953-1973 cm-1にピークが現れた．一方，COを飽和吸着させた後に260 Kで加熱すると2077-2087 cm-1にピークが現れ，2110-2121, 1953-1973 cm-1のピークは消失した．360 Kで加熱すると2077-2087 cm-1のピーク強度は減少し，1975, 1936, 1902 cm-1に新たなピークが現れた．また表面Au濃度を増加させた場合，2110-2121 cm-1のピーク強度のみが増加することを明らかにした．これらの結果を過去の研究と比較し，2110-2121, 2069-2087, 1953-1973 cm-1のピークをそれぞれAuオントップ，Pdオントップ，Pd-Auブリッジサイト，1936, 1902 cm-1のピークを表面再構成に伴って現れるPd-Pdブリッジサイトに吸着したCOに帰属した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたCOの赤外吸収分光の測定に成功し，COの吸着サイトの特定ができたため．蒸着による表面構造の制御までは行えていないが，加熱温度による表面構造の変化で違いが現れたので十分吸着サイトの特定は行えたと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
COキャップ効果のメカニズムを解明するために現在開発中の試料内部の水素の拡散を取り入れたTDSシミュレーションプログラムに，CO吸着による水素放出サイトのブロック効果を取り入れたTDSシミュレーションを開発する．赤外吸収スペクトルから得られた結果をもとにCO吸着による水素の拡散係数の変化や，CO吸着による表面再構成などの動的効果を取り入れたモデルを構築し，実験のTDSスペクトルを再現できるパラメータを探し，COキャップ効果のメカニズムを明らかにする．
さらに赤外吸収分光ステージに紫外光を通す合成石英窓を追加し，現有の重水素ランプからの紫外光を試料表面に照射してCOの脱離を調べる．そのための重水素ランプからの紫外光を試料表面に集光する光学系を作製する．試料内部に水素を吸蔵させた後に基板温度100 K付近でCOを曝露して水素の吸放出サイトをキャップする．その試料を200～300 Kに保ち，重水素ランプからの紫外光を照射する．COが脱離すればそれに伴って水素の脱離が観測されるはずである．どのサイトのCOが脱離するかを赤外吸収分光により測定し，同時に上段ステージの四重極質量分析器により水素が脱離するかを調べる．紫外光照射時の基板温度を変化させ，水素放出温度の制御を試みる．
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| Causes of Carryover |
当初予定していた光学部品の設計・発注が間に合わなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度に光学部品の購入に使用する．
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[Journal Article] Mechanism of gate dielectric degradation by hydrogen migration from the cathode interface2017
Author(s)
Y. Higashi, R. Takaishi, K. Kato, M. Suzuki, Y. Nakasaki, M. Tomita, Y. Mitani, M. Matsumoto, S. Ogura, K. Fukutani, K. Yamabe
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Journal Title
Microelectronics Reliability
Volume: 70
Pages: 12-21
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dynamics of the photoinduced desorption of nitric oxide molecules from the surface of pure and modified platinum2016
Author(s)
S. A. Khubezhov, I. V. Silaev, Z. S. Demeev, A. V. Ramonova, A. G. Kaloeva, I. V. Tvauri, G. S. Grigorkina, D. D. Kibizov, O. G. Ashkhotov, S. Ogura, D. Sekiba, K. Fukutani, T. T. Magkoev
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Journal Title
Russian Journal of Physical Chemistry A
Volume: 90
Pages: 1489-1492
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Photoinduced conversion of carbon dioxide and water molecules to methanol on the surface of molybdenum oxide MoOx (x < 2)2016
Author(s)
I. V. Silaev, S. A. Khubezhov, A. G. Ramonova, G. S. Grigorkina, A. G. Kaloeva, Z. S. Demeev, A. P. Bliev, D. Sekiba, S. Ogura, K. Fukutani, T. T. Magkoev
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Journal Title
Technical Physics Letters
Volume: 42
Pages: 271-273
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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