第一原理計算を用いた金属表面吸着水の研究

• 研究課題/領域番号: 24K08241
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 春山 潤 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (80772003)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024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: 第一原理計算 / 表面吸着水 / 非線形感受率

研究開始時の研究の概要

本研究は電気化学・触媒反応を基礎的な観点から調べるため, 金属/水溶液界面のシンプルなモデルとして金属表面吸着水を対象にし, 第一原理計算を用いたアプローチを行う. ゼロ点振動エネルギーを含めた自由エネルギー計算を行うことで吸着水の水素配向・超周期構造が熱力学的な安定性にどう寄与するか調べる. 金属吸着水系は吸着エネルギーなどの実験と計算を比較可能な稀な対象であり, 自由エネルギー計算に依存する表面物性予測の信頼性向上と水溶液界面への応用に向けて重要である. また金属吸着水系に対し二次非線形感受率を第一原理計算で求め, 和周波発生分光の実験結果と比較することで, 定量的な解析を可能とする.