| 研究課題/領域番号 |
21H01819
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
深谷 有喜 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370465)
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| 研究分担者 |
福谷 克之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10228900)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 電子回折 / 水素 / 表面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、新たな反射高速電子回折（RHEED）法を開発し、物質表面における水素の原子位置の高精度決定を目指している。実験では、水素の位置変化に敏感と考えられる低散乱角での回折スポット強度を観測可能な新たなRHEED検出システムを開発する。シミュレーションでは、動力学的回折理論に基づいて、水素の原子位置に敏感な実験条件を探査する。上記の実験とシミュレーションとを融合させることにより、表面水素の高精度位置決定を実現させる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、物質表面における水素原子の高精度位置決定のため、反射高速電子回折（RHEED）法の高度化及び強度シミュレーションによる最適なRHEED条件の探査を実施した。RHEED法の高度化では、液体窒素温度でのロッキング曲線及び方位角プロットの高精度測定を可能にした。動力学的回折理論に基づく強度シミュレーションにより水素位置に敏感なRHEED条件を探査し、水素吸着Ni(111)表面からのロッキング曲線の測定を実施した。特に、対称性のよい方位から数度ずらした入射方位において、水素吸着に伴う強度変化を明瞭に観測することに成功し、RHEED法が物質表面の水素位置の決定に有効な手法であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物質表面における水素原子の吸着・拡散について理解は、基礎・応用の両面からその重要性が認識されているが、いまだに不明な点が多い。これは、物質表面上の水素の位置が実験的に特定困難であることによる。本研究成果により、物質表面における水素の位置決定及び水素の振る舞いの理解が促進し、クリーンなエネルギー媒体として重要な水素の新たな利活用への展開も期待される。
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