Development of attenuated total reflection-far-ultraviolet spectrometer for ultra surface and its application to ultra surface analysis of polymers

• Project/Area Number: 23350037
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: OZAKI Yukihiro 関西学院大学, 理工学部, 教授 (00147290)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SATO Harumi 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (10288558) ; MORISAWA Yusuke 近畿大学, 理工学部, 講師 (60510021)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000); Fiscal Year 2013: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2011: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
• Keywords: 遠紫外分光 / ポリマー / 表面分析 / 全反射吸収 / ATR / ポリエチレン / 電子状態 / 流動ベリー遷移 / 遠紫外分光法 / HOMO / 減衰全反射分光法 / 高分子 / 表面物性

Research Abstract

We have developed an attenuated total reflection-far-ultraviolet spectrometer for a solid ultra surface. This instrument enables us to explore the surface (-50 nm) structure of a bulk solid sample. As applications we measured ATR-FUV spectra (145-250 nm) of various kinds of polyethylenes and Nylons. Based on a comparison of the ATR spectra of polyethylenes with different densities with the corresponding transmittance spectra and that with spectra of liquid and solid n-alkans we obtained the correlation between electronic structure and surface structure. For Nylons we have carried out similar studies. For both cases we have used quantum chemical calculations to investigate band assignments and the relation between spectra and structure. In this way we have succeeded in developing the novel method for solid ultra surface.

Research Products

• [Journal Article] Electronic transitions in liquid amides studied by using attenuated total reflection far-ultraviolet spectroscopy and quantum chemical calculations (2013)
  • Author(s): Yusuke Morisawa, Manaka Yasunaga, Ryoich Fukuda, Masahiro Ehara, and Yukihiro Ozaki
  • Journal Title: The Journal of Chemical Phisics Volume: 139 Issue: 15
  • DOI: 10.1063/1.4824383
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Far-Ultraviolet(FUV) Spectroscopy in the Solid and Liquid States (2013)
  • Author(s): Yusuke Morisawa, Takeyoshi Goto and Akifumi Ikehata, Noboru Higashi and Yukihiro Ozaki
  • Journal Title: Principle, Instrumentation, and Application of, Encyclopedia of Analytical Chemistry Pages: 1-21
• [Journal Article] Electronic Transitions of Protonated and Deprotonated Amino Acids in Aqueous Solution in the Region 145-300nm Studied by Attenuated Total Reflection Far-Ultraviolet Spectroscopy (2013)
  • Author(s): Takeyoshi Goto, Akifumi Ikehara, Yusuke Morisawa and Yukihiro Ozaki
  • Journal Title: The Journal of Phisical Chemistry Volume: 117 Issue: 12 Pages: 2517-2528
  • DOI: 10.1021/jp4008416
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Far-Ultraviolet (FUV) Spectroscopy in the Solid and Liquid States, Principle, Instrumentation, and Application of (2013)
  • Author(s): Yusuke Morisawa, Takeyoshi Goｔo and Akifumi Ikehata, Noboru Higashi and Yukihiro Ozaki
  • Journal Title: Encyclopedia of Analytical Chemistry Volume: online Pages: 1-21
  • DOI: 10.1002/9780470027318.a9279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Elucidating Electronic Transition from σ Orbitals of Liquid n- and Branched Alkanes by Far-Ultraviolet(FUV) Spectroscopy and Quantumn Chemical Calculations (2012)
  • Author(s): Yusuke Morisawa, Shin Tachibana, Masahiro Ehara,and Yukihiro Ozaki
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry Volume: 116 Issue: 48 Pages: 11957-11964
  • DOI: 10.1021/jp307634m
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Far-Ultraviolet Spectroscopy in the Solid and Liquid States : A Review (2012)
  • Author(s): 森澤勇介、尾崎幸洋
  • Journal Title: Applied Spectroscopy Volume: 66 Issue: 1 Pages: 1-25
  • DOI: 10.1366/11-06496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Focal Point Review-Far-Ultraviolet Spectroscopy in the Solid and Liquid States : A Review (2012)
  • Author(s): Y.Ozaki, Y.Morisawa
  • Journal Title: Applied Spectroscopy Volume: 66 Pages: 1-25
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるポリエチレンの表面構造の研究-作製方法の違いおよび温度依存性- (2013)
  • Author(s): 谷村恵里香
  • Organizer: 日本分光学会年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部
  • Year and Date: 2013-11-21
• [Presentation] 多角入射減衰全反射遠紫外分光法によるアルミナ表面吸着水とバルク水の第一電子遷移の解析 (2013)
  • Author(s): 後藤剛喜
  • Organizer: 日本分光学会年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部
  • Year and Date: 2013-11-19
• [Presentation] 遠紫外領域に観測される電子遷移吸収を用いた溶液の水素結合状態分析 (2013)
  • Author(s): 池羽田晶文
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス,函館
  • Year and Date: 2013-05-18
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法を用いたポリエチレンのスペクトルと表面構造の研究 (2013)
  • Author(s): 谷村恵里香
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス,函館
  • Year and Date: 2013-05-18
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるナイロンの電子スペクトルを用いた表面分析 (2013)
  • Author(s): 森澤勇介
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス,函館
  • Year and Date: 2013-05-18
• [Presentation] Far-ultraviolet spectroscopy in solid and liquid (2012)
  • Author(s): Yusuke Morisawa
  • Organizer: Scix 2012
  • Place of Presentation: カンザスシティー国際会議場,USA
  • Year and Date: 2012-10-04
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外スペクトルによるポリエチレンの極表面分析-AFM 測定との比較- (2012)
  • Author(s): 谷村恵里香
  • Organizer: 日本分析化学会第61年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるナイロン極表面の電子状態の研究 (2012)
  • Author(s): 泰永愛佳
  • Organizer: 第6回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法と量子化学計算を用いた凝集相におけるアルカンの電子状態の研究～Rydberg 状態を含むσ電子化学の可能性～ (2012)
  • Author(s): 森澤勇介
  • Organizer: 第6回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法による凝縮相における飽和アルカンの電子遷移の研究 (2012)
  • Author(s): 森澤勇介
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学日吉・矢上キャンパス
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法を用いた液体アミドの電子遷移の観測と帰属 (2012)
  • Author(s): 泰永愛佳
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応大学日吉・矢上キャンパス
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] Spectra Analysis for Liquid Alkane in Far Ultraviolet Region; Attenuated Total Reflectance Far Ultraviolet Spectra and Ab-initio Calculation (2011)
  • Author(s): S. Tachibana
  • Organizer: The 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP-2011)
  • Place of Presentation: Konkuk University, Seoul, South Korea
  • Year and Date: 2011-10-28
• [Presentation] Spectra Analysis for Liquid Alkane in Far Ultraviolet Region ; Attenuated Total Reflectance Far Ultraviolet Spectra and Ab-initio Calculation (2011)
  • Author(s): S.Tachibana
  • Organizer: The 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP-2011)
  • Place of Presentation: Konkuk University, Seoul, South Korea
  • Year and Date: 2011-10-28
• [Presentation] 時間分解減衰全反射遠紫外分光法による溶液中の光解離の研究 (2011)
  • Author(s): 森澤勇介
  • Organizer: 日本分析化学会第60年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス,名古屋市
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] 時間分解減衰全反射遠紫外分光法による溶液中の光解離の研究 (2011)
  • Author(s): 森澤勇介
  • Organizer: 日本分析化学会第60年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] 遠紫外領域に観測される電子遷移吸収を用いた溶液の水素結合状態分析
  • Author(s): 池羽田 晶文、後藤 剛喜、森澤 勇介、東 昇、尾崎 幸洋
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス、函館
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるナイロンの電子スペクトルを用いた表面分析
  • Author(s): 森澤勇介、泰永愛佳、江原正博、尾崎幸洋
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス
• [Presentation] 多角入射減衰全反射遠紫外分光法によるアルミナ表面吸着水とバルク水の第一電子遷移の解析
  • Author(s): 後藤剛喜、池羽田晶文、森澤勇介、尾崎 幸洋
  • Organizer: 日本分光学会年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるポリエチレンの表面構造の研究―作製方法の違いおよび温度依存性―
  • Author(s): 谷村恵里香、森澤勇介、佐藤春実、苅山直美、東昇、尾崎幸洋
  • Organizer: 日本分光学会年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学基礎工学部
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法を用いたポリエチレンのスペクトルと表面構造の研究
  • Author(s): 谷村 恵里香、森澤 勇介、佐藤 春実、苅山 直美、東 昇、尾崎 幸洋
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス、函館
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外スペクトルによるポリエチレンの極表面分析―AFM測定との比較―
  • Author(s): 谷村 恵里香・森澤 勇介・佐藤 春実・苅山 直美・東 昇・尾崎 幸洋
  • Organizer: 日本分析化学会大61年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法によるナイロン極表面の電子状態の研究
  • Author(s): 泰永 愛佳，森澤 勇介，佐藤 春実，江原 正博，池羽田 晶文，東 昇，尾崎 幸洋
  • Organizer: 第6回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Presentation] 減衰全反射遠紫外分光法と量子化学計算を用いた凝集相におけるアルカンの電子状態の研究 ～Rydberg状態を含むσ電子化学の可能性～
  • Author(s): 森澤 勇介，立花 慎，泰永 愛佳，江原 正博，池羽田 晶文，東 昇，尾崎 幸洋
  • Organizer: 第6回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Presentation] Far-ultraviolet spectroscopy in solid and liquid
  • Author(s): Yusuke Morisawa and Yukihiro Ozaki
  • Organizer: Scix 2012
  • Place of Presentation: カンザスシティー国際会議場
  • Invited
• [Remarks]
  • URL: http://science.kwansei.ac.jp/~ozaki/index.html