固体表面分子層の溶液内in-situ解析システムの開発

1993 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 ; 葉 深 北海道大学, 理学部, 教務職員 (40250419) ; 近藤 敏啓 北海道大学, 理学部, 助手 (70240629) ; 嶋津 克明 北海道大学, 地球環境科学研究科, 助教授 (30109417)
• キーワード: 水晶振動子マイクロバランス / 自己組織化単分子層 / 原子間力顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡 / 反射赤外分光法 / 電気化学

研究概要

1.In-situ FTIR-水晶振動子マイクロバランス同時測定システムの開発
まず、電気化学IR測定用セルの改良を行い、電位変調電気化学反射赤外分光測定を可能にした。自己組織化単分子層の電位による構造変化が追跡可能である事を確かめた。次いで、水晶振動子上に金を蒸着したものを電極とし、反射FTIR測定と電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)測定が同時に実行可能なシステムを構築し、実際の系に適用した。懸念された電極をCaF_2窓に押しつける事によるEQCM測定への影響は見られなかった。現在本システムを用いて電位に依存した自己組織化単分子層の構造と質量変化の同時測定を試みている。
2.In-situ UV/VISスペクトル-水晶振動子マイクロバランス同時測定システムの開発
水晶振動子上に原子数+nmの金属を蒸着する事により、UV/VISスペクトルの光路中に置いてUV/VISスペクトル-EQCMの同時測定が可能なシステムを構築し、ビオローゲンやプルシアンブルーの酸化/還元に伴うスペクトル/質量変化の測定に成功した。
3.STM/AFM-水晶振動子マイクロバランス同時測定システム開発
STMやAFM測定時にQCM測定を同時に行う事により、採針と基板の相互作用を定量的に評価可能となり、新しい測定法としての可能性を秘めている。本年度は予備的な検討を行い、探針の接近によりQCMの周波数変化が起こる事が確認された。

研究成果

• [文献書誌] K.Uosaki and M.Koinuma: "In-situ and real time monitoring of the InSe surface by atomic force microscopy with atomic resolution during electro-chemical reactions" J.Electroanal.Chem.357. 301-306 (1993)
• [文献書誌] K.Simazu,M.Yanagida and K.Uosaki: "Simultaneous UV-Vis spectroelectrochemical and quartz crystal micro-gravimetric measurements during the redox reaction of viologens" J.Electroanal.Chem.350. 321-327 (1993)
• [文献書誌] S.Nakabayashi,J.Ushizaki,M.Yanagida and K.Uosaki: "Electrochemical measurements under micr-gravity conditions;diffusion limited reaction observed by potential step experiment" J.Electroanal.Chem.358. 333-336 (1993)
• [文献書誌] Y.Sato and K.Uosaki: "Electrochemical and Electrogenerated Chemiluminescence Properties of a Tris-(bipyridyl)-ruthenium(II)-Alkanethiol Derivative on ITO and Gold Electrodes" DENKI KAGAKU. 816-817 (1993)
• [文献書誌] K.Uosaki and M.Koinuma: "Atomic imaging of an InSe single-crystal surface with atomic force microscope" J.Appl.Phys.74. 1675-1678 (1993)
• [文献書誌] K.Murakoshi and K.Uosaki: "Observation and mechanism of photon emission at metal-solution interfaces" PHYSICAL REVIEW B. 47. 2278-2288 (1993)
• [文献書誌] Y.Sato,H.Itoigawa and K.Uosaki: "Unidirectional Electron Transfer at Self-Assembled Monolayers of 11-Ferrocenyl-1-undecanethiol on Gold" Bull.Chem.Soc.Jpn.66. 1032-1037 (1993)
• [文献書誌] Y.Sato,B.L.Frey,R.M.Corn and K.Uosaki: "Polarization Modulation Fourier Transform Infrared Studies of the Effects of Self-Assembly Time on the Order and Orientation of 11-Ferrocenyl-1-undecanethiol Monolayers on Gold" Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 21-25 (1994)
• [文献書誌] J.Ueda,S.Nakabayashi,J.Ushizaki and K.Uosaki: "A Photoelectrochemical Fixation of Carbon Dioxide.Spontaneous Up Quality Conversion of Organic Compound" CHEMISTRY LETTERS. 1747-1750 (1993)
• [文献書誌] S.Nakabayashi and K.Uosaki: "Synchronization of electrochemical oscillations with external perturbations" CHEMICAL PHYSICS LETTERS. 217. 163-166 (1994)