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2003 年度 研究成果報告書概要

固体/溶液界面における分子構造の動的追跡

研究課題

研究課題/領域番号 13304047
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
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 高草木 達  北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30359484)
八木 一三  北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40292776)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワード自己組織化単分子層 / 固体 / 溶液界面SFG / 表面和周波発生 / 可視光ポンプ-赤外吸収プローブ法 / 走査型プローブ顕微鏡 / 表面X線散乱法 / 水晶振動子マイクロバランス / 半導体ナノクラスター
研究概要

動的構造追跡用表面和周波発生(SFG)システムの構築
(1)現有のピコ秒レーダーを基本とする表面和周波発生(SFG)分光システムに355nm(YAGの三倍波)の光を励起光とするポンプラインを増設し、〜20psの時間分解能での動的分子構造追跡システムを構築し、GaAs試料を用いてその物性を確認した。
(2)ブロードバンドSFGシステムの構築
より高度なシステムとして100fs程度のパルス幅のレーザーをベースとする現有の可視光ポンプー赤外吸収プローブシステムを改造し、ブロードバンドSFG測定システムを構築した。
SFG測定の固/液界面システムへの適用
上記システムを用いて以下の測定を行った。
(1)酸化チタン(TiO2)表面の親水化およびアルコール吸着過程の追跡
TiO2は光触媒試料として広く研究が行われており、また光照射に伴う親水化についても興味がもたれている。本研究では、ゾル-ゲル法により作製したTiO2薄膜が熱処理後の疎水性から光照射により親水性に変換される過程をSFGにより追跡し、分子論的性質を得た。また、吸着アルコールの構造についても検討した。
(2)半導体ナノクラスターのキャリアダイナミクス
半導体ナノクラスターはその特異な電子構造光学特性から興味を集めている。本研究では、ガラス中のCdSSeナノクラスターおよび逆ミセル中のCdSナノクラスターの光励起に伴い生成した電子および正孔のダイナミクスを可視光励起-赤外吸収プローブ法により直接追跡する事に成功した。
(3)電極表面の水の構造の決定
金属電極表面の水の構造は基礎、応用の両面から興味を持たれているが、手法の制限からほとんど検討されていなかった。本研究では、金薄膜電極を用いて表面の水の構造を電位の関数として測定する事に成功した。

  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Stability of the Si-H Bond on the Hydrogen-Terminated Si(111) Surface Studied by Sum Frequency Generation"Surf.Sci.. 476,No.1-2. 121-128 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Conformational Order of Octadecanethiol (ODT) Monolayer at Gold/Solution Interface : Internal Reflection Sum Frequency Generation (SFG) Study"Studies in Surf.Sci.and Catal.. 132. 705-710 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Spectroscopic Studies on Electroless Deposition of Copper on a Hydrogen-Terminated Si(111) Surface in Fluoride Solutions"Electrochem.Soc.. 148,No.6. C421-C426 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Sum Frequency Generation (SFG) Study of the pH-dependent Water Structure on a Fused Quartz Surface Modified by an Octadecyltrichlorosilane (OTS) Monolayer"PCCP. 3,No.16. 3463-3469 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Nihonyanagi et al.: "Sum Frequency Generation Study on the Molecular Structures at the Interfaces between Quartz Modified with Amino-Terminated Self-Assembled Monolayer and Electrolyte Solutions of Various pH and Ionic Strengths"Electrochim.Acta. 46,Nos.20-21. 3057-3061 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Control of the Charge-Transfer Rate at a Gold Electrode Modified with a Self-Assembled Monolayer Containing Ferrocene and Azobenzene by Electro- and Photochemical Structural Conversion of cis and trans Forms of the Azobenzene Moiety"Langmuir. 17,No.20. 6317-6324 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Formation and Electrochemical Characteristics of Multilayers of Au Nanoclusters Covered by Mixed Self-Assembled Monolayers of Three Kinds of Alkanethiols with Methyl, Ferrocene, or Carboxylate Terminal Group on Au(111) Surface"Chem.Lett.. No.9. 930-931 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "A Novel Nanolithography Technique for Self-Assembled Monolayers Using a Current Sensing Atomic Force Microscope"Langmuir. 17,No.25. 7784-7788 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Anion Effect on the Electrochemical Characteristics of a Gold Electrode Modified with a Self-assembled Monolayer of Ferrocenylhexanethiol in Aqueous and Dichloromethane Solutions"J.Organometallic Chem.. 637-639,No.1. 841-844 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Wano et al.: "In Situ, Real-Time Monitoring of the Reductive Desorption Process of Self-Assembled Monolayers of Hexanethiol on Au(111) Surfaces in Acidic and Alkaline Aqueous Solutions by Scanning Tunneling Microscopy"Langmuir. 17,No.26. 8224-8228 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M.E.Quayam et al.: "Formation of Organic Monolayer on a Hydrogen Terminated Si(111) Surface via Silicon-Carbon Bond Monitored by ATR FT-IR and SFG Spectroscopy : Effect of Orientational Order on the Reaction Rate"Chem.Lett.. No.2. 208-209 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "Formation of Nanopatterns of a Self-Assembled Monolayer (SAM) within a SAM of Different Molecules Using a Current Sensing Atomic Force Microscope"Nano Letters. 2,No.2. 137-140 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Awatani et al.: "Second Harmonic Generation Study on Electrochemical Deposition of Palladium on a Polycrystalline Gold Electrode"J.Electroanal.Chem.. 524-525. 184-193 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "In situ Structural Study on Underpotential Deposition of Ag on Au(111) Electrode Using Surface X-ray Scattering Technique"J.Electroanal.Chem.. 532,Nos.1-2. 201-205 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "A Novel Spectroelectrochemical Cell for in situ Surface X-ray Scattering Measurements of Single Crystal Disk Electrodes"Electrochim.Acta. 47,No.17. 3075-3080 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "A Rotating Gold Ring-Gold Disk Electrode Study on Electrochemical Reductive Desorption and Oxidative Readsorption of a Self-Assembled Monolayer of Dodecanethiol"J.Electroanal.Chem.. 538-539. 59-63 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Characterization of Self-Assembled Monolayers of Alkanethiol on GaAs Surface by Contact Angle and Angle-Resolved XPS Measurements"Surf.Sci.. 529,No.1-2. 163-170 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Sumi et al.: "Electrochemical Oxidative Adsorption and Reductive Desorption of the Self-Assembled Monolayer of Decanethiol on Au(111) Surface in KOH Ethanol Solution"J.Electroanal.Chem.. 550-551. 321-325 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Structural Changes in Poly(2-methoxyethyl acrylate) Thin Films Induced by Absorption of Bisphenol A. An Infrared and Sum Frequency Generation (SFG) Study"Macromolecules. 36,No.15. 5694-5703 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "Dielectric Properties of Organic Monolayers Directly Bonded on Silicon Probed by Current Sensing Atomic Force Microscope"Appl.Phys.Lett.. 83,No.10. 2034-2036 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] W.Song et al.: "Electron and Ion Transport through Multilayers of Au Nanoclusters Covered by Self-Assembled Monolayers"J.Electroanal.Chem.. 554-555. 385-393 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I.Yagi et al.: "Direct Proof for Electrochemical Substitution of Surface Hydrogen of Boron-doped Diamond Electrode by TOF-ESD Method"Chem.Lett.. 32,No.11. 1050-1051 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.-H.Kim et al.: "Formation and Electric Property Measurement of Nanosized Patterns of Tantalum Oxide by Current Sensing Atomic Force Mictroscope"J.Appl.Phys.. 94,No.12. 7733-7738 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] W.Song et al.: "Construction and Electrochemical Characteristics of Multilayer Assemblies of Au Nanoclusters Protected by Mixed Self-assembled Monolayers on Tin-doped Indium Oxide"PCCP. 5. 5279-5284 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K.Uosaki et al.: "Photophysical and Photo-electrochemical Characteristics of Multilayers of CdS Nanoclusters"Faraday Discuss.. 125. 39-53 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Decomposition Processes of Organic Monolayer Formed on Si(111) via Silicon-Carbon Bond by Exposure to UV Irradiation and/or Ozone"Langmuir. 20,No.4. 1207-1212 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Stability of the Si-H Bond on the Hydrogen-Terminated Si(111) Surface Studied by Sum Frequency Generation"Surf.Sci.. 476, No.1-2. 121-128 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Conformational Order of Octadecanethiol (ODT) Monolayer at Gold/Solution Interface : Internal Reflection Sum Frequency Generation (SFG) Study"Studies in Surf.Sci.and Catal.. 132. 705-710 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Spectroscopic Studies on Electroless Deposition of Copper on a Hydrogen-Terminated Si(111) Surface in Fluoride Solutions"J.Electrochem.Soc.. 148, No.6. C421-C426 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Sum Frequency Generation (SFG) Study of the pH-dependent Water Structure on a Fused Quartz Surface Modified by an Octadecyltrichlorosilane (OTS) Monolayer"PCCP. 3, No.16. 3463-3469 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Nihonyanagi et al.: "Sum Frequency Generation Study on the Molecular Structures at the Interfaces between Quartz Modified with Amino-Terminated Self-Assembled Monolayer and Electrolyte Solutions of Various pH and Ionic Strengths"Electrochim.Acta. 46, Nos.20-21. 3057-3061 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Control of the Charge-Transfer Rate at a Gold Electrode Modified with a Self-Assembled Monolayer Containing Ferrocene and Azobenzene by Electro-and Photochemical Structural Conversion of cis and trans Forms of the Azobenzene Moiety"Langmuir. 17, No.20. 6317-6324 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Formation and Electrochemical Characteristics of Multilayers of Au Nanoclusters Covered by Mixed Self-Assembled Monolayers of Three Kinds of Alkanethiols with Methyl, Ferrocene, or Carboxylate Terminal Group on Au(111) Surface"Chem.Lett.. No.9. 930-931 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "A Novel Nanolithography Technique for Self-Assembled Monolayers Using a Current Sensing Atomic Force Microscope"Langmuir. 17, No.25. 7784-7788 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Anion Effect on the Electrochemical Characteristics of a Gold Electrode Modified with a Self-assembled Monolayer of Ferrocenylhexanethiol in Aqueous and Dichloromethane Solutions"J.Organometallic Chem.. 637-639, No.1. 637-639 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H.Wano et al.: "In Situ, Real-Time Monitoring of the Reductive Desorption Process of Self-Assembled Monolayers of Hexanethiol on Au(111) Surfaces in Acidic and Alkaline Aqueous Solutions by Scanning Tunneling Microscopy"Laugmuir. 17, No.26. 8224-8228 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.E.Quayam et al.: "Formation of Organic Monolayer on a Hydrogen Terminated Si(111) Surface via Silicon-Carbon Bond Monitored by ATR FT-IR and SFG Spectroscopy : Effect of Orientational Order on the Reaction Rate"Chem.Lett.. No.2. 208-209 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "Formation of Nanopatterns of a Self-Assembled Monolayer (SAM) within a SAM of Different Molecules Using a Current Sensing Atomic Force Microscope"Nano Letters. 2, No.2. 137-140 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Awatani et al.: "Second Harmonic Generation Study on Electrochemical Deposition of Palladium on a Polycrystalline Gold Electrode"J.Electroanal.Chem.. 524-525. 184-193 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "In situ Structural Study on Underpotential Deposition of Ag on Au(111) Electrode Using Surface X-ray Scattering Technique"J.Electroanal.Chem.. 532, Nos.1-2. 201-205 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "A Novel Spectroelectrochemical Cell for in situ Surface X-ray Scattering Measurements of Single Crystal Disk Electrodes"Electrochim.Acta. 47, No.17. 3075-3080 (2002)

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  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "A Rotating Gold Ring-Gold Disk Electrode Study on Electrochemical Reductive Desorption and Oxidative Readsorption of a Self-Assembled Monolayer of Dodecanethiol"J.Electroanal.Chem.. 538-539. 59-63 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Characterization of Self-Assembled Monolayers of Alkanethiol on GaAs Surface by Contact Angle and Angle-Resolved XPS Measurements"Surf.Sci.. 529, No.1-2. 163-170 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Sumi et al.: "Electrochemical Oxidative Adsorption and Reductive Desorption of the Self-Assembled Monolayer of Decanethiol on Au(111) Surface in KOH Ethanol Solution"J.Electroanal.Chem.. 550-551. 321-325 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S.Ye et al.: "Structural Changes in Poly(2-methoxyethyl acrylate) Thin Films Induced by Absorption of Bisphenol A. An Infrared and Sum Frequency Generation (SFG) Study"Macromolecules. 36, No.15. 5694-5703 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] J.Zhao et al.: "Dielectric Properties of Organic Monolayers Directly Bonded on Silicon Probed by Current Sensing Atomic Force Microscope"Appl.Phys.Lett.. 83, No.10. 2034-2036 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] W.Song et al.: "Electron and Ion Transport through Multilayers of Au Nanoclusters Covered by Self-Assembled Monolayers"J.Electroanal.Chem.. 554-555. 385-393 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I.Yagi et al.: "Direct Proof for Electrochemical Substitution of Surface Hydrogen of Borondoped Diamond Electrode by TOF-ESD Method"Chem.Lett.. 32, No.11. 1050-1051 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.-H.Kim et al.: "Formation and Electric Property Measurement of Nanosized Patterns of Tantalum Oxide by Current Sensing Atomic Force Microscope"J.Appl.Phys.. 94, No.12. 7733-7738 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] W.Song et al.: "Construction and Electrochemical Characteristics of Multilayer Assemblies of Au Nanoclusters Protected by Mixed Self-assembled Monolayers on Tindoped Indium Oxide"PCCP. 5. 5279-5284 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K.Uosaki et al.: "Photophysical and Photoelectrochemical Characteristics of Multilayers of CdS Nanoclusters"Faraday Discuss.. 125. 39-53 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kondo et al.: "Decomposition Processes of Organic Monolayer Formed on Si(111) via Silicon-Carbon Bond by Exposure to UV Irradiation and/or Ozone"Langmuir. 20, No.4. 1207-1212 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2005-04-19  

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