界面の構造と電子移動ダイナミクス

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09237101
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 魚崎 浩平 北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (20133697)
• 研究分担者: 西原 寛 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (70156090) ; 大澤 雅俊 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (00108466) ; 板谷 謹悟 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (40125498) ; 藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536)
• キーワード: 電気化学 / 電析 / 走査型トンネル顕微鏡 / 自己組織化単分子層 / 電子移動ダイナミクス / 半導体電極

研究概要

本研究は固体/液体界面での電子移動過程において普遍的に重要である、(1)固体表面構造および電子状態の原子レベルのその場観察、(2)吸着分子種(反応物、中間体、生物)の分子レベルでの構造評価および(3)電子移動(それにともなう構造変化を含む)のダイナミクス、についての手法の開発を行い、主として単結晶や高度に配向が制御された単分子層修飾電極を用いてデータを集積する事を目的とする。具体的には、
(1) Au(111)およびAu(100)単結晶表面上に白金やパラジウムをエピタキシャル成長できる事、形成した超薄膜はバルク金属とは異なった反応性を示す事を明らかにした(魚崎)。
(2) 自己組織化単分子層(SAM)修飾金電極での光誘起電子移動について高効率の原因を解明し、電気化学的に二次高調波発生特性を制御可能な自己組織化単分子層(魚崎)やフェロセン修飾全クラスターの電極表面への固定に(西原)に成功した。
(3) SAMの表面pKaのIRによる決定(大澤)や相転移・脱離挙動の検討(藤平)を行った。
(4) Cu(111)上へのハロゲンの吸着についてSTMとLEEDで詳細に検討し、ハロゲンによる吸着構造の違いを明らかにし、さらにヨウ素で修飾したPt(100)上でのポルフィリンの吸着構造をI-Pt(111)の場合と比較し、表面-分子間相互作用の重要性を示した(板谷)。
(5) 時間分解赤外測定により分子の吸着・脱離のダイナミクスを追跡するとともに、より高速の測定を目指して電位変調反射赤外システムを構築した(大澤)。
(6) 表面和周波発生分光法によりSi(111)表面のSi-H結合の安定性に及ぼす光照射の効果を明らかにした(魚崎)。

研究成果

• [文献書誌] R.Yamada: "In situ STM Observation of the Self-Assembly Process of Alkanethiols on Au (111) in Solutio" Langmuir. 14/4. 855-861 (1998)
• [文献書誌] S.Ye: "An In Situ EQCM Study of the Anodic Dissolution Process of a Gold Electrode in Perchloric Acid Solution Containing Chloride Ion" J.Electrochem.Soc.145/5. 1614-1623 (1998)
• [文献書誌] I.Yagi: "In Situ Optical Second Harmonic Rotational Anisotropy Measurements of an Au (111) Electrode during Electrochemical Deposition of Tellurium" J.Phys.Chem.B.102/15. 2677-2683 (1998)
• [文献書誌] H.Naohara: "Electrchemical Layer-by-Layer Growth of Palladium on an Au (111) Electrode Surface : Evidence for Important Role of Absorbed Pd Complex" J.Phys.Chem.B.102/22. 4366-4373 (1998)
• [文献書誌] T.Kondo: "Electrochemical Control of Second Harmonic Generation Property of Self-Assembled Monolayers Containing trans-Ferrocenyl-Nitrophenyl Ethylene Group on Gold"" J.Am.Chem.Soc.121/2. 391-398 (1998)
• [文献書誌] S.Ye: "Electrochemical Layer-by-Layer Growth of Palladium on an Au (111) Electrode Surface : Evidence Surface for Important Role of Adsorbed Pd Complex" J.Phys.Chem.B.102/22. 4366-4373 (1998)
• [文献書誌] M.Fujihira: "Simulation of Energy Transfer in Photosynthetic Antenna Systems with Monolayer Assemblies" Mol.Cryst.Liq.Cryst.Vol.322. 313-318 (1998)
• [文献書誌] K.Itaya: "TMPyP Adlayers on Iodine-modified Pt(111)" Langmuir. 14/10. 2896-2900 (1998)
• [文献書誌] M.Osawa: "In Situ Study of Water-Sulfate Coadsorption on Gold (111) in Sulfuric Acid" Langmuir. 14/4. 951-959 (1998)
• [文献書誌] H.Nishihara: "IR Sensing of the Electronic Structure in the Mixed-Valence States of Iron Carbonyl-Attached Biferrocene and Terferrocene" Bull.Chem.Soc.Jpn.71/8. 1817-1823 (1998)