| 研究課題/領域番号 |
05453083
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
八田 有尹 東北大学, 工学部, 教授 (70005502)
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| 研究分担者 |
鈴木 裕史 東北大学, 工学部, 助手 (50236022)
和田山 智正 東北大学, 工学部, 助教授 (20184004)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
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| キーワード | 表面プラズモン / 表面ポラリトン / ラマン散乱 / 鉄ペンタカーボニル / セルフアッセンブリー膜 / パラアミノチオフェノール / 赤外吸収 / 振動スペクトル / 薄膜 / ラマン分光 / 光反応 / 光分解 / 膜成長 / 析出反応 / 熱分解 |
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| 研究概要 |
本研究では、赤外吸収およびラマン散乱の測定に基づいて、ラフネスの存在する銀表面あるいは島状銀薄膜表面に誘起される表面プラズモンポラリトン(SPP)によって、表面電磁場が増大し、よって微量に存在する表面化学種の結合状態、形態など分子レベルの知見が容易に得られることを実証した。SPPについては、既に多くの理論的研究があるが、本研究で行ったようにSPPをプローブとして、表面における化学種の反応(吸着)、析出、薄膜形成の過程を明らかにする試みはほとんどなされていない。SPPの励起はSERS(表面増強ラマン散乱)の一つの原因ではあるが、原理的には電場の増大のみを伴うため、通常のSERSとは異なり化学種を問わずその適用が可能である。この特長を利用して、本研究では以下の研究を行った。
(1)鉄ペンタカーボニル、Fe (CO)_5、からのFe析出過程に関連して、その紫外光照射や基板加熱による反応をラマンスペクトルから明らかにした。特に表面が粗い銀基板上ではSPPの励起によるラマン散乱強度の増加が確かめられた。また、紫外光照射による鉄ペンタカーボニルの分解や構造の異なる鉄カーボニルの生成を示唆する新たなラマンバンドを明確に検出することができた。さらに、この光分解は特定の基板温度で生ずることもスペクトルから確認できた。
(2)セルフアッセンブリー膜を形成することで知られる、パラアミノチオフェノール(PATP)について、島状Ag膜表面への吸着形態および吸着量の時間変化を明らかにした。測定されたラマンバンド強度の時間変化よりPATPの単分子層吸着が拡散律速に基づくことが確認できた。これは赤外透過測定によっても実証された。
(3)電気化学的に酸化-還元処理を行った銀電極表面におけるCO_2の還元反応生成物を検出した。他方赤外反射分光法によりジメチルアルミニウムハイドライドとアモルファスシリコンとの反応に基づくAlの析出過程およびWF_6からのWの析出過程をその場測定により明らかにした。以上のように、本研究で用いた手法によって表面における化学種の吸着反応や膜成長機構に関する分子レベルの考察が可能であることが示された。
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