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固体/溶液界面層の極微構造のその場観察と超高速ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 11694047
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能・物性・材料
研究機関北海道大学

研究代表者

魚崎 浩平  北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20133697)

研究分担者 叶 深  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (40250419)
近藤 敏啓  北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70240629)
八木 一三  北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40292776)
水木 純一郎  日本原子力研究所, 大型放射光施設計画推進共同チーム利用系グループ, グループリーダー
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
2000年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1999年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード電気化学 / 電析 / 走査型トンネル顕微鏡 / 自己組織化単分子層 / 電子移動ダイナミクス / 半導体電極
研究概要

基礎、応用の両面で益々その重要視が増しつつある固体/溶液界面反応を厳密に理解する事を目的に、STM、AFM等やシンクロトロン放射(SOR)光を利用した表面X線散乱(SXS)及びX吸収分光(XAS)により固体/溶液界面の三次元構造を原子・分子レベルで解析し、二次元高調波発生(SHG)/和周波発生(SFG)といった超高速非線形分光により固体/溶液界面反応プロセスを超短時間領域に拡大して詳細に検討した。
具体的には以下の項目について検討した。
1.金属・半導体電極上への異種金属の電析過程の構造解析
金属・半導体単結晶電極上に、異種金属を単分子層以下で電析し、STM/AFMにより電析構造を詳細に解析した。また、電析構造に及ぼす影響として、下地層構造、溶液種吸着、水和などを取り上げ、その影響について、SXS/XASによる三次元構造解析により厳密に評価した。
2.機能性有機分子層の構造/配向の評価と有機分子層反応の超高速追跡
前年度の検討に引き続き、溶液のpHやイオン強度を変化させる事により、有機単分子層と溶液内化学種との相互作用さらには電子移動特性の制御を試みた。また、前年度開発したSHG/SFGシステムを利用して有機単分子層内の電子移動反応を超高速追跡した。
3.電池反応時の電極表面の構造解析と高速反応追跡
一般に使われている鉛蓄電池やリチウム二次元電池の反応時の電極表面構造をSTMその場観察した。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] R.Yamada: "In situ Observation of the Two Dimensional Crystals of Alkanes on a Reconstructed Au(100) Surface in Neat Liquid by Scanning Tunneling Microscopy"Langmuir. 16・10. 4413-4415 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye: "pH-Dependent Water Structure at a Quartz Surface Moditied with an Amino-terminated Monolayer Studied by Sum Frequency Generation(SFG)"Chem.Lett.. 7. 734-735 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sugihara: "Electrode Potential Effect on the Surface pKa of a Self-Assembled 15-Mercaptohexadecanoic Acid Monolayer on a Gold/Quartz Crystal Microbalance Electrode"Langmuir. 16・18. 7101-7105 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye: "Stability of the Si-H Bond on the Hydrogen Terminated Si(111) Surface Studied by Sum Frequency Generation(SFG)"Surf.Sci.. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nihonyanagi: "Sum Frequency Generation(SFG) Study on the Molecular Structures at the Interlaces Between Quartz Modified with Amino-Terminated Self-Assembled Monolayer and Electolyte Solutions of Various pH and Ionic"Electrochim.Acta. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye: "Spectroscopic Studies on Electroless Deposition of Copper on a Hydrogen Terminated Si(111) Surface in Fluoride Solutions"J.Electrochem.Soc.. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Yamada et al.: "In situ Observation of the Two Dimensional Crystals of Alkanes on a Reconstructed Au(100)Surface in Neat Liquid by Scanning Tunneling Microscopy"Langmuir. 16(10). 4413-4415 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "pH-Dependent Water Structure at a Quartz Surface Modified with an Amino-terminated Monolayer Studied by Sum Frequency Generation(SFG)"Chem.Lett.. (7). 734-735 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sugihara et al.: "Electrode Potential Effect on the Surface pKa of a Self-Assembled I5-Mercaptohexadecanoic Acid Monolayer on a Gold/Quartz Crystal Microbalance Electrode"Langmuir. 16(18). 7101-7105 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Stability of the Si-H Bond on the Hydrogen Terminated Si(111)Surface Studied by Sum Frequency Generation(SFG)"Surf.Sci.. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nihonyanagi et al.: "Sum Frequency Generation(SFG)Study on the Molecular Structures at the Interfaces Between Quartz Modified with Amino-Terminated Self-Assembled Monolayer and Electolyte Solutions of Various pH and Ionic"Electrochim.Acta. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Spectroscopic Studies on Electroless Deposition of Copper on a Hydrogen Terminated Si(111)Surface in Fluoride Solutions"J.Electrochem.Soc.. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Yamada: "In situ Observation of the Two Dimensional Crystals of Alkanes on a Reconstructed Au (100) Surface in Neat Liquid by Scanning Tunneling Microscopy"Langmuir. 16・10. 4413-4415 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ye: "pH-Dependent Water Structure at a Quartz Surface Modified with an Amino-terminated Monolayer Studied by Sum Frequency Generation (SFG)"Chem. Let.. 7. 734-735 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sugihara: "Electrode Potential Effect on the Surface pKa of a Self-Assembled 15-Mercaptohexadecanoic Acid Monolayer on a Gold/Quartz Crystal Microbalance Electrode"Langmuir. 16・18. 7101-7105 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ye: "Stability of the Si-H Bond on the Hydrogen Terminated Si (111) Surface Studied by Sum Frequency Generation (SFG)"Surf. Sci.,. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nihonyanagi: "Sum Frequency Generation (SFG) Study on the Molecular Structures at the Interfaces Between Quartz Modified with Amino-Terminated Self-Assembled Monolayer and Electolyte Solutions of Various pH and Ionic"Electrochim. Acta,. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ye: "Spectroscopic Studies on Electroless Deposition of Copper on a Hydrogen Terminated Si (111) Surface in Fluoride Solutions"J. Electrochem. Soc.,. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K. Uosaki: "Formation of Two-Dimensional Crystals of Alkanes on Au(111) Surface in Neat Liquid"J. Am. Chem. Soc.. 121・16. 4090-4091 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R. Yamada: "Solvent Effect on the Structure of the Self-Assembled Monolayer of Alkanethiol"Chem. Lett.. 7. 667-668 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Naohara: "Electrochemical Deposition of Palladium on an Au(111) Electrode : Effects of Adsorbed Hydrogen for a Growth Mode"Coll. and Surf. -Part A. 154. 201-208 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] B. Ohtani: "Two-Dimensional Chirality : Self-assembled Monolayer of Atropisomeric Compounds Covalently Bound to Gold Surface"J. Am. Chem. Soc.. 121・27. 6515-6516 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ye: "Coverage Dependent Behavior of Redox Reaction Induced Structure Change and Mass Transport at an II- ferroceny1-1-undecanethiol Self-assembled Monolayer on a Gold electrode Studied by an in situ IRRAS/EQCM Combined System"PCCP. 1・15. 3653-3659 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ye: "An Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy Study of the Adsorption of Organic Contaminants on a Hydrogen-terminated Si(111) Surface in Air"Appl. Phys. Lett.. 75・11. 1562-1564 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Naohara: "Electrochemical Epitaxial Growth of Palladium Layer on an Au(100) Electrode"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 2-9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Abe: "Synthesis and electrochemical characterization of self-assembled monolayers of redox-active oxide-bridged triruthenium(III) clusters on Au(111)"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 93-98 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N. Nishimura: "Post-assembly insertion of metal ions into thiol-derivatized porphyrin monolayers on gold"J. Electroanal. Chem.. 473・1-2. 75-84 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kondo: "Effects of Alkylchain Length on the Efficiency of Photoinduced Electron Transfer at Gold Electrodes Modified with Self-Assembled Monolayers of Molecules Containing Porphyrin, Ferrocene and Thiol Separated Each Other by Alkylchains"Z. Phys. Chem.. 212. 23-30 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Inomata: "Self-Assembled Monolayers of Non-Heme Diiron(III) Model Complexes on Au(111) Electrode : Synthesis and Proton-Coupled Redox Behavior in Water"Chem. Lett.. 10. 1097-1098 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Noguchi: "Visible Electroluminescence from n-Type Porous Silicon/Electrolyte Solution Interface : Time Dependent Electroluminescence Spectra"J. Electrochem. Soc.. 146. 22-27 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Baum: "Formation of Self-Assembled Monolayers of Alkanethiols on GaAs Characterized By ATR-FTIR Spectroscopy"Langmuir. 15・25. 8577-8579 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Abe: "Electrochemical and Infrared Spectroelectrochemical Characterization of Self-Assembled Monolayers of a Carbonyl-Coordinated Trinuclear Ruthenium Complex on a Gold Electrode"Electrochem.. 67・12. 1162-1164 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Sugihara: "Structure Dependence of the Surface pKa of Mercaptoundecanoic Acid SAM on Gold"Electrochem.. 67・12. 1172-1174 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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