全反射高速陽電子回折法によるTiO2(110)表面構造の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26800170
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 望月 出海 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (30579058)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 全反射高速陽電子回折 / チタニア(110)表面 / グラフェン / 最表面構造解析

Outline of Annual Research Achievements

当該年度は、KEK-低速陽電子実験施設の高強度・高輝度陽電子ビームラインSPF-A3において、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)実験を行なった。ここでは、昨年度に整備したパルス増幅MCP検出器を用いて、S/N比が従来より100倍改善されたデータ取得が可能になった。この装置を用いて、ノイズの改善されたTRHEPD実験を行った結果、30年来、構造が不確定であったルチル型チタニア(110)-(1×2)表面構造を確定、貴金属・遷移金属上に成長させたグラフェンの構造決定など目覚ましい成果が上がった。
また、上記の検出器と共に試料マニピュレータも改良され、TRHEPDロッキング曲線の測定だけでなく、パターン測定、方位角プロット測定などの新たな手法による構造解析が可能になった。
そこで現在、新しいテーマとして、半導体基板上に形成された原子ナノワイヤーの構造決定や、グラフェン-基板間のアルカリ原子インターカレーションによる構造変化の解明、アナターゼ型チタニア(001)(4×1)構造の解明など、新しいテーマへの研究展開が進んだ。

Remarks

低速陽電子実験施設ホームページ
http://pfwww.kek.jp/slowpos/

Research Products

• [Journal Article] Spacing between graphene and metal substrates studied with total-reflection high-energy positron diffraction (2016)
  • Author(s): Y. Fukaya, S. Entani, S. Sakai, I. Mochizuki, K. Wada, T. Hyodo, S. Shamoto
  • Journal Title: Carbon Volume: 103 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2016.03.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structure determination of the rutile-TiO2-(1×2) surface using total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2016)
  • Author(s): I. Mochizuki, H. Ariga, Y. Fukaya, K. Wada, M. Maekawa, A. Kawasuso, T. Shidara, K. Asakura, and T. Hyodo
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics Volume: 18 Pages: 7085-7092
  • DOI: 10.1039/C5CP07892J
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pt吸着したGe(001)表面に形成されるナノワイヤの構造決定と相転移 (2015)
  • Author(s): 望月出海
  • Journal Title: 陽電子科学 Volume: 5 Pages: 27-31
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 和田健 (2015)
  • Author(s): KEK低速陽電子実験施設 共同利用ステーションの最近の成果と開発状況
  • Journal Title: 放射線化学 Volume: 99 Pages: 45-48
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Progress in the research at Slow Positron Facility (2016)
  • Author(s): T. Hyodo, K. Wada, I. Mochizuki, M. Kimura, A. Ichimiya, N. Toge, T. Shidara, Y. Fukaya, M. Maekawa, A. Kawasuso, K. Michishio, Y. Nagashima
  • Organizer: 14th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques & Applications
  • Place of Presentation: くにびきメッセ(島根県松江市)
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Determination of the structure of rutile-TiO2 (110)-(1x2) surface by using total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2016)
  • Author(s): I. Mochizuki, H. Ariga, Y. Fukaya, K. Wada, A. Ichimiya, K. Asakura, and T. Hyodo
  • Organizer: 14th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques & Applications
  • Place of Presentation: くにびきメッセ(島根県松江市)
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of a low-energy positron diffraction system for high-precision surface structure analysis (2016)
  • Author(s): K. Wada, T. Shirasawa, I. Mochizuki, T. Takahashi, and T. Hyodo
  • Organizer: 14th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques & Applications
  • Place of Presentation: くにびきメッセ(島根県松江市)
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 全反射高速陽電子回折(TRHEPD)によるrutile-TiO2(110)(1×2)表面構造の決定 (2016)
  • Author(s): 望月出海, 有賀寛子, 深谷有喜, 和田健, 一宮彪彦, 朝倉清高, 兵頭俊夫
  • Organizer: 日本表面科学会 第一回関東支部講演大会
  • Place of Presentation: 東大駒場キャンパス(東京都目黒区)
  • Year and Date: 2016-04-09 – 2016-04-09
• [Presentation] 全反射高速陽電子回折(TRHEPD)によるルチル型チタニア(110)(1×2)表面の構造決定 (2016)
  • Author(s): 望月出海, 有賀寛子, 深谷有喜, 和田健, 一宮彪彦, 朝倉清高, 兵頭俊夫
  • Organizer: 日本物理学会 第71回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [Presentation] Total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) analysis for the determination of rutile-TiO2 (110)-(1x2) surface structure (2015)
  • Author(s): I. Mochizuki, H. Ariga, Y. Fukaua, K. Wada, M. Maekawa, A. Kawasuso, K. Asakura, T. Shidara, A. Ichimiya, T. Hyodo
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu(USA)
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Recent developments of positron diffraction experiment stations for surface sciences at KEK-IMSS-SPF (2015)
  • Author(s): K. Wada, M. Maekawa, Y. Fukaua, I. Mochizuki, A. Kawasuso, T. Shirasawa, M. Fujinami, T. Takahashi, T. Shidara, T. Hyodo
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu(USA)
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD): A novel method for the analysis of the surface atomic arrangements (2015)
  • Author(s): T. Hyodo, I. Mochizuki, K. Wada, Y. Fukaya, M. Maekawa, A. Kawasuso, T. Shidara, A. Ichimiya, H. Ariga, K. Asakura
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu(USA)
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 全反射高速陽電子回折(TRHEPD)による Rutile-TiO2(110)-(1×2)表面構造の決定 (2015)
  • Author(s): 望月出海, 有賀寛子, 深谷有喜, 和田健, 朝倉清高, 一宮彪彦, 兵頭俊夫
  • Organizer: 真空・表面科学合同講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-12-03 – 2015-12-03
• [Presentation] 高速陽電子回折によるグラフェン・金属基板間への異種原子インターカレーションの研究 (2015)
  • Author(s): 深谷有喜, 圓谷志郎, 境誠司, 望月出海, 和田健, 兵頭俊夫, 社本真一
  • Organizer: 京都大学原子炉実験所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
  • Place of Presentation: 京都大学原子炉実験所(大阪府泉南郡)
  • Year and Date: 2015-11-26 – 2015-11-27
• [Presentation] 全反射高速陽電子回折(TRHEPD)によるルチル型チタニア(110)表面の構造決定 (2015)
  • Author(s): 望月出海, 有賀寛子, 深谷有喜, 和田健, 一宮彪彦, 朝倉清高, 兵頭俊夫
  • Organizer: 京都大学原子炉実験所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
  • Place of Presentation: 京都大学原子炉研究所(大阪府泉南郡)
  • Year and Date: 2015-11-26 – 2015-11-27
• [Presentation] Determination of Pt/Ge(001), Au/Ge(001) and TiO2(110) surface structures by rocking-curve analysis of total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2015)
  • Author(s): I. Mochizuki, Y. Fukaya, H. Ariga, K. Wada, K. Asakura, A. Ichimiya, and T. Hyodo
  • Organizer: The 17th international conference on positron annihilation (ICPA-17)
  • Place of Presentation: 武漢(中国)
  • Year and Date: 2015-09-20 – 2015-09-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Recent developments and results at Slow Positron Facility of Institute of Materials Structure Science, KEK (2015)
  • Author(s): T. Hyodo, K. Wada, I. Mochizuki, T. Shidara, Y. Fukaya, M. Maekawa, A. Kawasuso, K. Michishio, Y. Nagashima
  • Organizer: The 17th international conference on positron annihilation (ICPA-17)
  • Place of Presentation: 武漢(中国)
  • Year and Date: 2015-09-20 – 2015-09-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ag(111)上シリセンの成長様式 (2015)
  • Author(s): 川原一晃, 望月出海, 白澤徹郎, 林俊良, 長尾遼, 荒船竜一, 川上直也, 和田健, 塚原規志, 高橋敏男, 兵頭俊夫, 川合眞紀, 高木紀明
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [Presentation] 全反射高速陽電子回折によるグラフェン・Co(0001)基板間への金属原子インターカレーションの研究 (2015)
  • Author(s): 深谷有喜, 圓谷志郎, 境誠司, 望月出海, 和田健, 兵頭俊夫, 社本真一
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [Presentation] 望月出海, 深谷有喜, 和田健, 一宮彪彦, 兵頭俊夫 (2015)
  • Author(s): 全反射高速陽電子回折（TRHEPD）によるGe(001)-c(2×8)-Au表面の構造決定II
  • Organizer: 日本物理学会2015年秋季大会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
  • Year and Date: 2015-09-16 – 2015-09-19
• [Presentation] Application of a linac-based intense positron beam for total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2015)
  • Author(s): K. Wada, M. Maekawa, Y. Fukaya, I. Mochizuki, A. Kawasuso, T. Shidara, and T. Hyodo
  • Organizer: 3rd International GISAS conference (GISAS 2015)
  • Place of Presentation: Nice(France)
  • Year and Date: 2015-09-08 – 2015-09-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Surface structure analysis with total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) (2015)
  • Author(s): T. Hyodo, Y. Fukaya, I. Mochizuki, K. Wada, M. Maekawa, A. Kawasuso, T. Shidara, A. Ichimiya
  • Organizer: 3rd International GISAS conference (GISAS 2015)
  • Place of Presentation: Nice(France)
  • Year and Date: 2015-09-08 – 2015-09-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An improved positron diffraction: total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) and its applications (2015)
  • Author(s): T. Hyodo, H. Ariga, A, Ichimiya, A. Kawasuso, K. Wada, M. Maekawa, Y. Fukaya, I. Mochizuki, K. Asakura, and T. Shidara
  • Organizer: European Conference on Surface Science (ECOSS-31)
  • Place of Presentation: Barcelona(Spain)
  • Year and Date: 2015-08-31 – 2015-09-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Developments of a total-reflection high-energy positron diffraction station at the KEK Slow Positron Facility (2015)
  • Author(s): K. Wada, M. Maekawa, I. Mochizuki, T. Hyodo, A. Kawasuso, Y. Fukaya, and T. Shidara
  • Organizer: European Conference on Surface Science (ECOSS-31)
  • Place of Presentation: Barcelona(Spain)
  • Year and Date: 2015-08-31 – 2015-09-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) analysis of the Ge(001)-c(8×2)-Au surface structure (2015)
  • Author(s): I. Mochizuki, K. Wada, T. Shidara, Y. Fukaya, A. Ichimiya, and T. Hyodo
  • Organizer: European Conference on Surface Science (ECOSS-31)
  • Place of Presentation: Barcelona(Spain)
  • Year and Date: 2015-08-31 – 2015-09-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Structure determination of graphene on metal substrate using total-reflection high-energy positron diffraction (2015)
  • Author(s): Y. Fukaya, S. Entani, S. Sakai, I. Mochizuki , K. Wada, T. Hyodo, S. Shamoto
  • Organizer: European Conference on Surface Science (ECOSS-31)
  • Place of Presentation: Barcelona(Spain)
  • Year and Date: 2015-08-31 – 2015-09-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The surface structure of Pt/Ge(001), Au/Ge(001) and TiO2(110) surfaces determined by the TRHEPD analysis (2015)
  • Author(s): I. Mochizuki, Y. Fukaya, K. Wada, H. Ariga, K. Asakura, A. Ichimiya, and T. Hyodo
  • Organizer: NIMS Conference 2015
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-07-14 – 2015-07-16
  • Int'l Joint Research