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軟X線エネルギー分散型表面XAFS法の確立とその表面化学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14204069
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
研究機関東京大学

研究代表者

太田 俊明  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80011675)

研究分担者 近藤 寛  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (80302800)
雨宮 健太  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (80313196)
横山 利彦  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (20200917)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
55,640千円 (直接経費: 42,800千円、間接経費: 12,840千円)
2004年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2003年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2002年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円)
キーワードXAFS / 表面反応 / CO酸化反応 / 水生成反応 / 表面磁性 / アルカンチオール自己組織化膜 / 深さ分析 / X線磁気円二色性 / エネルギー分散型XAFS / 時間分解 / 分子吸着 / XMCD / XPD
研究概要

本研究課題の目的は,我々が開発したエネルギー分散型表面XAFS法をさらに高性能化(測定時間の更なる短縮,エネルギー分解能の向上)し,興味ある固体表面上の構造解析,ダイナミックス,及び,表面磁性の研究に応用することにあった。それらの成果を列挙すると,
(1)Pt(111)表面CO酸化反応の解析:本方法によって表面上のO,CO吸着種の被覆率時間依存性をCO圧,基板温度を変えて求めた。さらに,モンテカルロシミュレーションを併用することによって,従来提唱されていた反応機構に加えて,新しい反応機構が存在することを見出した。
(2)Pt(111)上の水生成反応機構の解明:本方法を用いて酸素前吸着したPt(111)表面に低温でH_2を流して水を生成する反応で,O,OH,H_2O吸着種の被覆率の時間変化を追跡し,モンテカルロシミュレーションを併用して,水生成反応の機構,STMによる空間分布の時間変化を再現することができた。
(3)Rh(111)上のNO+N反応機構に関する研究:前駆体としてN_2Oが観測された。また,反応速度の温度依存性は100Kから350Kまで温度上昇と共に減少するという興味ある結果を見出した。
(4)Au(111)表面上のアルカンチオールの吸着構造は理論,実験の研究から多くのモデルが提唱されていた。我々は,新たにX線光電子回折法を用いて,この系の構造解析を行い,これまでの論争に終止符を打った。
(5)磁性薄膜の磁気構造は必ずしも均一ではない。我々は深さ分解XMCD法を開発し,様々な磁性薄膜の磁気構造の深さ分布を調べた。特に,分子吸着によるスピン再配列相転移の現象の解明にこの方法を適用し,薄膜最表層の磁性の大きな変化が原因であることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Oxygen island formation on Pt(111) studied by Dynamic MC simulations2005

    • 著者名/発表者名
      長坂, 近藤, 中井, 太田
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 122

      ページ: 44715-44715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanism of CO oxidation reaction on O pre-covered Pt(111) surfaces.2005

    • 著者名/発表者名
      中井, 近藤, 雨宮, 太田 他4名
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      ページ: 134709-134709

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxygen island formation on Pt(111) studied by Dynamic Monte Carlo simulation2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagasaka, H.Kondoh, I.Nakai, T.Ohta
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 122

      ページ: 44715-44715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanism of the CO oxidation reaction on O-pre-covered Pt(111) surfaces studied with near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      I.Nakai, H.Kondoh, K.Amemiya, M.Nagasaka, T.Shimada, R.Yokota, A.Nambu, T.Ohta
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      ページ: 134709-134709

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxygen island formation on Pt(111) studied by Dynamic Monte Carlo simulation2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagasaka, H.Kondoh, I.Nakai, T.Ohta
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 122(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural study of Hexanethiolate on Au(111) in the "Striped" Phase2005

    • 著者名/発表者名
      T.Shimada, H.Kondoh, K.Amemiya, T.Ohta 他3名
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The mechanism of CO oxidation on O-precovered Pt(111) surfaces studied by energy-dispersive near-edge x-ray absorption fine structure spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      I.Nakai, H.Kondoh, K.Amemiya, T.Ohta 他3名
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys 122(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Water formation reaction on Pt(111) : Role of the proton transfer2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagasaka, H.Kondoh, T.Ohta
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 122(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 時間分解NEXAFS法による表面反応のその場観察2005

    • 著者名/発表者名
      近藤 寛, 雨宮健太, 太田俊明
    • 雑誌名

      表面 43巻6号

      ページ: 165-175

    • NAID

      40006635727

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Obs.of magnetic depth profiles of thin Fe and Ni on Cu(100)2004

    • 著者名/発表者名
      雨宮, 北川, 松村, 阿部, 横山, 太田
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 84

      ページ: 936-939

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct observation of magnetic depth profiles of thin Fe films on Cu(100) and Ni/Cu(100) with the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism2004

    • 著者名/発表者名
      K.Amemiya, S.Kitagawa, D.Matsumura, H.Abe, T.Yokoyama, T.Ohta
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 84

      ページ: 936-939

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substrate Dependence of Self-Assembly of Alkanethiol : X-ray Absorption Fine Structure Study2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kondoh, T.Yokoyama, T.Ohta 他3名
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 108

      ページ: 12946-12954

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Reaction-path switching induced by spatial-distribution change of reactants : CO oxidation on Pt(111)2004

    • 著者名/発表者名
      I.Nakai, H.Kondoh, K.Amemiya, T.Ohta 他3名
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. (communication) 121

      ページ: 5035-5038

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Adsorption Structures of NO on Pt(111) studied by the Near Edge X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      P.Zhu, T.Shimada, H.Kondoh, T.Ohta 他2名
    • 雑誌名

      Surf.Sci. 565

      ページ: 232-242

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] O K-shell NEXAFS study of O and OH overlayers on Pt(111)2003

    • 著者名/発表者名
      長坂, 中井, 近藤, 太田, Caravetta
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 375

      ページ: 419-424

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water formation reaction on Pt(111): NEXAFS exp.and MC simulations2003

    • 著者名/発表者名
      長坂, 近藤, 雨宮, 太田 他3名
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 119

      ページ: 9233-9241

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adsorption of thiolate to singly coordinated sites on Au(111).2003

    • 著者名/発表者名
      近藤, 雨宮, 太田, 他5名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 90

      ページ: 66102-66105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxygen K-Shell Near Edge X-ray Absorption Fine Structure Study of O and OH Overlayers on Pt(111)2003

    • 著者名/発表者名
      M.Nagasaka, I.Nakai, H.Kondoh, T.Ohta, V.Carravetta
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 375

      ページ: 419-424

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water formation reaction on Pt(111) : Near Edge X-ray Absorption fine structure experiments and kinetic Monte Carlo simulations2003

    • 著者名/発表者名
      M.Nagasaka, H.Kondoh, K.Amemiya, A.Nambu, I.Nakai, T.Shimada, T.Ohta
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 119

      ページ: 9233-9241

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adosorption Thioladtes to Singly Coordinated Sites on Au(111) Evidenced by Photoelectron Diffraction2003

    • 著者名/発表者名
      H.Kondoh, M.Iwasaki, T.Shimada, K.Amemiya, T.Yokoyama, T.Ohta
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 90

      ページ: 66102-66105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagasaka et al.: "Water formation reaction on Pt(111) : near edge x-ray absorption fine structure experiments and kinetic monte carlo simulations"J.Chem.Phys.. 119. 9233-9241 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagasaka et al.: "Oxygen K-shell Near Edge X-ray Absorption Fine Structure Study of O and OH Overlayers on Pt(111)"Chem.Phys.Lett.. 375. 419-424 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kondoh et al.: "Energy-dispersive near-edge x-ray absorption fine structure : A new technique to study surface dynamic processes"Physica Scripta. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nambu et al.: "Film Growth and X-Ray-Induced Chemical Reaction of Thiophene Adsorbed on Au(111)"Surf.Sci.. 530. 101-110 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤, 岩崎, 島田, 雨宮, 横山, 太田, 下村, 河野: "光電子回折によるAu(111)上メチルチオレートの吸着構造解析"表面科学. 24. 448-454 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 太田, 雨宮, 近藤: "エネルギー分散型表面XAFS法"放射光. 16. 34-40 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakamura, et al.: "Effective Insulating Properties of Autoxidized Monolayers using Organic Ditellurides"J.Am.Chem.Soc.. 124. 12642-12643 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Y.Matsuura, et al.: "Adsorption of Merocyanine Dye on Rutile TiO_2(110)"Chem.Phys.Lett.. 360. 133-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] D.Matsumura, et al.: "X-ray magnetic circular dichroism study of spin reorientation transition of magnetic thin films induced by surface chemisorption"Phys.Rev.B. 66. 024402 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kondoh, et al.: "Adsorption of methylthiolate to singly coordinated sites on Au(111)evidenced by photoelectron diffraction"Phys.Rev.B. 90. 066102 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nambu et al.: "Film Growth and X-Ray-Induced Chemical Reaction of Thiophene Adsorbed on Au(111)"Surf.Sci.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 雨宮健太, 近藤 寛, 太田俊明: "軟X線エネルギー分散型表面XAFS法による表面化学反応の時分割追跡"表面科学. 23巻6号. 345-351 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 太田俊明, 雨宮健太, 近藤 寛: "エネルギー分散型表面XAFS法"放射光. 16巻1号. 34-40 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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