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電子共鳴トンネリングで誘起される電荷を利用した触媒活性種の新規スペクトロスコピー

研究課題

研究課題/領域番号 17034014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

福井 賢一  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (60262143)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード走査プローブ顕微鏡 / トンネル現象 / スペクトロスコピー / 触媒活性種 / ナノ力学 / 絶縁性表面
研究概要

触媒活性種となり得る、絶縁性酸化物基板上に分散して固定化された単核〜4核程度の金属核をもつ錯体または少数金属原子からなるクラスターを対象とし、その電子状態を精密測定するための新規スペクトロスコピーの開発を進めてきた。具体的には、共鳴トンネリングにより固定化錯体に単一の電子を与えたり逆に引き抜くことにより探針との間に生じる静電気力を非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)で検知し、電子状態を測定する。長距離でも顕著な応答を示す静電気力の性質を生かして高分解能電子状態測定を実現する。
NC-AFM顕微鏡部、2ch function generator、digital storage oscilloscopeを主部分とするスペクトル測定システムを構築した。0.5Hz程度の周波数変化の検出は容易でクラスター上の単一素電荷の検出は十分可能である。また、注入される電荷の検出の時定数は約0.6msと見積もられた。原子数が規定されたAuクラスター(Au_<25>(GS)_<18>)をへき開した(絶縁性)マイカ基板上に分散吸着し測定を試み、Auクラスター上でバイアス電圧変化に対してステップ状の周波数変化を捉えることに成功した。これは探針からAuクラスターへの単一電荷の注入の結果として生じる静電気力を捉えたものと考えられる
新規分光法測定に適した系として、NiAl(110)上に調製したAl_2O_3絶縁性薄膜上に2-4個のRh原子からなるクラスターを均一分散させた試料を作製することに成功した。Rh_2(OAc)_4前駆体水溶液を真空噴霧し、真空中で493Kまでゆっくり加熱するだけで生成する特異な系であることが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Strong Intermolecular Electronic Coupling within a Tetratiafulvalene Island Embedded in Self-Assembled Monolayers2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Yokota, K.Fukui, T.Enoki, M.Hara
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of One-Dimensional C_<60> Rows on TiO_2(110)-1×2 -cross-link Structure and Their Local Polymerization2006

    • 著者名/発表者名
      K.Fukui, M.Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110

      ページ: 21118-21123

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic and Collective Electrochemical Responses of Tetrathiafulvalene Derivative Self-Assembled Monolayers2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yokota, A.Miyazaki, K.Fukui, T.Enoki, K.Tamada, M.Hara
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110

      ページ: 20401-20408

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] STM/STS observation of peculiar electronic states at graphite edges2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kobayashi, K.Kusakabe, K.Fukui, T.Enoki
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 678-681

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of one-dimensional C_<60> rows on TiO_2(110)-1x2 and structural change of C_<60> adlayers induced by electron irradiation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Fukui, M.Sakai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of probe function in noncontact atomic force microscopy using photo-responsive molecular tip2006

    • 著者名/発表者名
      D.Takamatsu, Y.Yamakoshi, K.Fukui
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 4

      ページ: 249-253

    • NAID

      130004439002

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoswitching Behavior of a Novel Single Molecular Tip for Noncontact Atomic Force Microscopy Designed for Chemical Identification2006

    • 著者名/発表者名
      D.Takamatsu, Y.Yamakoshi, K.Fukui
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110

      ページ: 1968-1970

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In Situ STM Study of Potential Dependent Height Change of a Tetrathiafulvalene Derivative Embedded in Alkanethiol Self-Assembled Monolayers on Au(111)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yokota, A.Miyazaki, K.Fukui, Toshiaki Enoki, Masahiko Hara
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 109

      ページ: 23779-23782

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 実験化学講座第5版 第24巻 表面・界面2007

    • 著者名/発表者名
      福井 賢一
    • 総ページ数
      428
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 実践ナノテクノロジー 走査プローブ顕微鏡と局所分光2005

    • 著者名/発表者名
      福井賢一, 岩澤康裕
    • 総ページ数
      429
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 固体表面キャラクタリゼーションの実際-ナノ材料に利用するスペクトロスコピー2005

    • 著者名/発表者名
      福井賢一
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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