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表面への吸着反応スピン依存性の起源解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K13691
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

倉橋 光紀  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主席研究員 (10354359)

研究協力者 植田 寛和  立教大学, 理学部, 助教 (20705248)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード電子スピン / 吸着 / 偏極ビーム / スピン / 表面反応 / 原子ビーム
研究成果の概要

不対電子をもつ原子・分子の表面への吸着反応では、電子スピン由来の効果が重要な役割を果たすと考えられるが、関連する実験観測が大変少ないため、スピンの影響は良く理解されていない。報告者は最近、三重項酸素分子の磁性体表面への吸着確率が表面とO2分子のスピンの向きに依存することを示した。本計画では、O2分子吸着スピン依存性のさらなる調査を進めるとともに、スピン配向を指定した原子/表面反応を計測可能な装置を開発・応用することを目的とした。Fe(110)、N(111)表面でのO2吸着スピン依存性の比較により、最表面フェルミ面スピン偏極が重要であることを示し、また偏極原子源/表面反応計測装置を製作した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学反応スピン効果に関するさらなる実験観測結果を提示し、表面スピン偏極電子状態と反応確率のエネルギー依存性の相関を明らかにした点、また原子/表面反応スピン依存性の計測を可能にするプラットホームを構築した点、検出効率の高い六極磁子型スピン検出器の開発に成功し、偏極ビームや散乱粒子のスピン偏極度評価に利用可能であることを見いだした点で有意義であった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Alignment-resolved O2 scattering from highly oriented pyrolytic graphite and LiF(001) surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi and Takahiro Kondo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.045439

    • NAID

      120007128242

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steric effect in CO oxidation on Pt(111)2017

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Ueta and Mitsunori Kurahashi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 147 号: 19

    • DOI

      10.1063/1.5001683

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子状態を制御した分子による表面反応2017

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 雑誌名

      月刊「化学」

      巻: 72 ページ: 68-71

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高エネルギー状態選別酸素分子ビームの開発とPt(111)表面へのO<sub>2</sub>吸着実験への応用2017

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀,植田寛和
    • 雑誌名

      Journal of the Vacuum Society of Japan

      巻: 60 号: 8 ページ: 307-312

    • DOI

      10.3131/jvsj2.60.307

    • NAID

      130005995508

    • ISSN
      1882-2398, 1882-4749
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of O2 Chemisorption on a Flat Platinum Surface Probed by an Alignment Controlled O2 beam (selected as a Very Important Paper)2017

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Ueta and Mitsunori Kurahashi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 15 ページ: 4174-4177

    • DOI

      10.1002/anie.201612281

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 酸素分子のスピン・回転状態制御と表面反応計測への応用2017

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 52 ページ: 57-66

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen adsorption on surfaces studied by a spin- and alignment-controlled O2 beam2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi
    • 雑誌名

      Prog. Surf. Sci.

      巻: 91 号: 1 ページ: 29-55

    • DOI

      10.1016/j.progsurf.2016.03.001

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 六極磁子による核スピン偏極オルトH2分子ビームの生成2019

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 配向制御した酸素分子ビームによる吸着・触媒酸化反応計測2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 学会等名
      第35回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-faced steps: how molecular alignment impacts O2 sticking dynamics on nanostructured Pt2018

    • 著者名/発表者名
      Kun Cao, Richard van Lent, Aart W. Kleyn, Mitsunori Kurahashi, and Ludo B.F. Juurlink
    • 学会等名
      THE AVS 65th INTERNATIONAL SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt(553), Pt(533)ステップ表面へのO2吸着立体効果2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀, Ludo Juurlink
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子状態選別O2分子ビーム-XPS複合装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fully alignment specified O2 scattering and adsorption at corrugated surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi
    • 学会等名
      Stereodynamics2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pt(111)表面へのO2 吸着: 状態選別O2 ビームによる解析2017

    • 著者名/発表者名
      植田寛和, 倉橋光紀
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市西区)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxygen chemisorption and scattering studied with a single spin-rotational state-selected O2 beam2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi
    • 学会等名
      The 22nd International Workshop on Inelastic Ion-surface Collisions.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ni(111)表面へのO2吸着スピン・立体効果: 量子状態選別酸素分子ビームによる解析2017

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 学会等名
      2017年真空・表面科学合同講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] O2 chemisorption and CO oxidation on a Pt model catalyst surface studied by an alignment-controlled O2 beam2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi
    • 学会等名
      The 4th NIMS-Taiwan MOST Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oxygen adsorption dynamics probed by a spin- and alignment-controlled O2 beam2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi
    • 学会等名
      2017 Gordon Research Conference on Dynamics at Surfaces
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of Graphene on Ni(110) with SPLEEM2017

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, M. Kurahashi. Y. Yamauchi, N. Ishida, D. Fujita. T. Yasue, T. Koshikawa
    • 学会等名
      The 8th international symposium on surface science (ISSS8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin-dependent O2 chemisorption on Fe/W(110)2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kurahashi
    • 学会等名
      The 8th international symposium on surface science (ISSS8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高エネルギー状態選別O2 分子線による白金表面上での 酸素分子吸着反応過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      植田寛和, 倉橋光紀
    • 学会等名
      第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Alignment resolved O2 chemisorption and CO oxidation on Pt(111)2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Kurahashi, Hirokazu Ueta
    • 学会等名
      Stereodynamics2016
    • 発表場所
      National Taiwan University(Taipei, Taiwan)
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子状態選別O2ビームによる酸素吸着 スピン・立体効果の解析2016

    • 著者名/発表者名
      倉橋光紀
    • 学会等名
      マイクロビームアナリシス第141委員会第165回研究会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市千種区)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/kurahashi_mitsunori

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/kurahashi_mitsunori/publications

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/KURAHASHI_Mitsunori-e.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-12-27  

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