分子凝集体表面の電子状態

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12128202
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 増田 茂 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (50173745)
• 研究分担者: 青木 優 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (50302823)
• キーワード: 分子凝集体 / 電子分光 / 表面電子状態 / 準安定原子 / 固定表面 / 表面振動状態

研究概要

平成13年度の目標は溶媒分子の凝縮体表面に焦点を絞り、この系で展開される様々な現象-例えば、吸着分子間相互作用、異種分子の溶解過程、化学反応-を明らかにすることである。
Pt(111)表面に凝縮させた氷表面の電子状態についてメタステーブル原子電子分光による解析をおこなった。その結果、吸着初期にはH_2O分子由来のバンドが3本観測されたが、3a_1バンドは高結合エネルギー側に大きくシフトし、基板との結合に重要な役割を果たすことが分かった。また、各バンドの幅は凝縮層の厚さとともに拡がり、結晶性を高めるとさらに拡がることを見い出した。現在、これらの結果を水素結合による吸着分子間相互作用の立場から解析を進めている。
このような氷分子の凝縮体表面ヘハロメタンの吸着や内部拡散に対して実験をおこなった。その結果、トリフルオロメタンやトリクロロメタンは水素原子を氷表面に向けて配向すること、後者はある温度で氷内部に拡散することなどが明らかになった。
さらに、振動解析用のHREELS装置を導入して立ち上げた(direct beam modeでΔE=0.85meV)。これによって、電子状態だけでなく振動状態の解析が行なえるようになり、表面反応の追跡に応用できるようになった。トリクロロメタンはPt(111)表面上でまず3回回転軸を表面平行にして吸着することなどが分かってきた。
なお、前年度の課題であった不活性分子の凝集体表面の結果はいくつかの論文にまとめた(業績参照)。

研究成果

• [文献書誌] S.Masuda et al.: "Spatial electron distribution of CO adsorbed on Ni(100) and Ni(111) surfaces probed by metastable impact electron spectroscopy"Journal of Chemical Physics. 114. 8546-8554 (2001)
• [文献書誌] 増田茂 他: "メタステーブル原子電子分光によるNi(100),Ni(111)上CO分子の局所電子分布"表面科学. 22. 443-448 (2001)
• [文献書誌] R.Suzuki et al.: "Local electronic states in the topmost surface layer probed by metastable atom electron spectroscopy : N_2 adsorbed and condensed on Ni(111)"Physical Review B. 65. 035416 (2001)
• [文献書誌] S.Hino et al.: "Ultraviolet photoelectron spectra of metallofullerenes, two Ca@C82 isomers"Chemical Physics Letters. 337. 65-71 (2001)
• [文献書誌] M.Aoki et al.: "Local electronic states of oxygen on a Ni (111) surface studied by metastable atom electron spectroscopy"Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 114-116. 507-512 (2001)
• [文献書誌] S.Masuda et al.: "Spatial distribution of valence electrons in metallocenes studied by Penning ionizalion electron spectroscopy"Journal of the Chemical Society. (in press). (2002)