2006 Fiscal Year Annual Research Report
非線形分光および電子分光によるイオン液体表面・界面の構造と電子構造の研究
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17073011
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大内 幸雄 Nagoya University, 大学院・理学研究科, 准教授 (60194081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金井 要 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (10345845)
宮前 孝行 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (80358134)
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| Keywords | イオン液体 / 表面構造 / X線光電子分光 / 準安定励起原子電子分光 / 紫外光電子分光 |
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| Research Abstract |
イオン液体は常温付近で液体状態をとる塩であり,高いイオン伝導性や様々な物質を溶かす優れた溶解性など,通常の分子液体には見られない興味深い性質を持つ新しい物質群である。化学工学的な応用が先行しているが、機能性物質としての利用や電気化学的な面からの利用については、基礎的な知見がまだまだ欠落していると言っても過言ではない。特に表面・界面の構造に関しては未解決の問題が山積しているのが現状であろう。一方で、イオン液体の特徴として知られている「蒸気圧が観測限界以下」という点から超高真空環境下での表面分析が可能である点は注目に値する。本課題においては、電子分光法などを用いて「電子構造の解明」という側面から液体の物理化学を進展させることを目的の一つとした。
まず、準安定励起原子電子分光(MAES)を用いて、表面最外層に露出する分子種および官能基の種別の検討を加え、アルキル鎖が表面最外層を遮蔽するような配列を取っていることを明らかにした。アニオンサイズに依存してアルキル鎖による遮蔽効果は異なり、比較的小さいアニオン種であるBF_4^-などではその効果は大きく、大きなアニオン種であるTFSIでは遮蔽の効果が小さい。また、それに対応してX線光電子分光(XPS)による検討を行ったところ、X線の入射角依存性などから、MAESの結果をサポートするデータを得ることに成功した。また、軟X線発光を用いた部分電子状態測定との比較検討においても、有為な結果を得ることが出来た。
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