スピンに依存した触媒酸化反応の探索と起源解明

• 研究課題/領域番号: 24K01349
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 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, マテリアル基盤研究センター, 主席研究員 (10354359)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円); 2027年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2026年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2025年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2024年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 酸素分子 / 触媒反応 / スピン / 磁性薄膜

研究開始時の研究の概要

貴金属磁性合金は燃料電池酸素還元反応等の触媒として重要であるが、これらの合金では磁性原子が隣接する貴金属原子の電子状態をスピン偏極させるため、貴金属原子の触媒特性がスピン依存性を持つと予想される。申請者はPtCo合金系モデル触媒であるPt/Co/Pt(111)薄膜表面Pt原子の触媒特性が下地Coの磁性により強くスピン偏極することを最近初めて明らかにしたが、その支配要因は未だ不明である。本研究ではスピン偏極分子ビームと貴金属/強磁性薄膜触媒を用いてスピン依存反応特性と表面電子スピン状態の相関を計測し、表面電子状態計算との比較により、誘起スピン偏極を介した触媒反応スピン効果の支配要因を解明する。