固体表面分子層の溶液in-situ解析システムの開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555191
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 魚崎 浩平 北海道大学, 理学部, 教授 (20133697)
• 研究分担者: 国松 敬二 IMRAジャパン(株), 取締役社長 ; 嶋津 克明 北海道大学, 理学部, 助教授 (30109417)
• キーワード: 機能性表面 / 単分子層 / 電気化学 / 走査型トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / FT-IR / 水晶振動子マイクロバランス法

研究概要

1.FT-IR装置の導入と立ち上げ
市販のFT-IR装置を導入し、まずex-situ条件下で高感度反射測定を行ない性能を評価した。単分子層レベルでの吸着種の赤外スペクトルが得られ、要求性能を満たしている事が確認された。
次いで同装置を用いてin-situ測定を行なうために、反射赤外測定用電気化学セルを設計製作した。
光学窓と電極の間の溶液層中の化学種の濃度変化のその場追跡に成功している。
2.走査型トンネル顕微鏡と原子間力顕微鏡による電極表面の溶液内その場観察
両者の組み合わせにより蒸着金の原子配列および金上に吸着させたチオール単分子層の分子配列の測定(空気中)に成功した。
また、後者を用いて溶液中、電位制御下InSe電極表面の原子像の観察を行ない電位により原子像が消出/再出現する過程を連続追跡した。
3.水晶振動子マイクロバランス法による電極表面過程の追跡
分解能01.Hz,0,1秒という世界最高レベル高性能を達成し、単分子層形成過程および酸化還元にともなうイオン対形成の追跡に適用した。
さらに可視/紫外分光法との組み合わせによる情報の高度化にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] Kohei Uosaki: "Scanning Tunneling Microscopy-Tip Current Voltammetry Studies of n-GaAs-Effect of Illumination,Doping Density and Potential" Journal of Electroanalytical Chemistry. 336. 57-71 (1992)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "In-Situ and Dynamic Monitoring of the Self-Assembling and Redox Processes of a Ferrocenylundecanethiol Monolayer by Electrochemical Quartz Crystal Microbalance" Langmuir. 8. 1385-1387 (1992)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "Real Time Scanning Tunneling Microscopy Imaging of Sn Electrodeposition on n-GaAs" Journal of Electroanalytical Chemistry. 336. 217-227 (1992)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "Stuctural Study of Self-Assembled Monolayers of Ferrocenylalkanethiols on Goid by Angle-Resolved X-Ray Photoelectron Spectroscopy" Applied Organometalic Chemistry. 6. 533-536 (1992)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "Application of Scanning Tunneling Microscopy to Semiconductor/Electrolyte Interface" Faraday Discussion of the Chemical Society. 94. (1993)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "In-situ and Real Time Monitoring of the InSe Surface by Atomic Force Microscopy with Atomic Resolution During Electrochemical Reactions" Journal of Electroanalytical Chemistry. (1993)
• [文献書誌] Kohei Uosaki: "Unidirectional Electron Transfer at Self-Assembled Monolayers of 11-Ferroceny1-1-Undecanethiol on Gold" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 66. (1993)