2007 Fiscal Year Annual Research Report
ワイドレンジ2色可変SFG分光装置の開発と極限界面計測技術への展開
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18550025
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮前 孝行 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (80358134)
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| Keywords | 和周波発生 / 表面・界面 / レーザー分光 |
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| Research Abstract |
本年度はSFG計測装置に使用する励起用可視光として、光パラメトリック発振/増幅装置を使用し、可視光の波長可変化を行った。また昨年度行った赤外領域のワイドレンジ化により1000cm-lまでの領域で順調に稼動している。本システムについては「和周波発生分光装置及びそれを使用した界面の振動分光法」として本年度特許出願を行った。このSFG測定装置を用いて、有機-無機ハイブリッド材料表面構造を測定し、無機材料のハイブリッド化による表面組成の変化をSFGで観測した。さらに低振動数領域のSFGの利点を活用して、これまでその構造について様々な構造が提唱されていた硫酸水溶液について、バルクの硫酸濃度を変えたSFGを測定することにより、表面での酸の第一解離はバルクとはほぼ等しい濃度で起こっているがその表面における配向はバルクの結晶構造とは全く異なることを初めて明らかにした。また本研究により開発した2色可変SFGを用いて単層カーボンナノチューブのSFG測定を試みた。誘電体基板上では単層カーボンナノチューブからのSFGシグナルは全く観測されないが、金属基板上ではナノチューブに特徴的なグラファイト構造由来のSFGシグナルが明瞭に観測され、これはナノチューブ/金属界面におけるナノチューブと金属との相互作用がナノチューブの振動に影響を及ぼし、振動の選択則が変わったためにSFGで観測されたことを示唆している。可視光波長を変えて測定を行うとラマンで見られるナノチューブの励起波長依存性とは異なる挙動が観測され、カーボンナノチューブと金属との界面の相互作用を知る手法として2色可変SFGが非常に有効な手法であることを示した。
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