| 研究課題/領域番号 |
15KT0062
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岡田 美智雄 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30281116)
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| 研究分担者 |
Dino Wilson 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60379146)
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| 研究期間 (年度) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| キーワード | 表面界面物性 / 表面反応 |
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| 研究実績の概要 |
これまで科研費・基盤研究で製作してきた現有する連続超熱分子ビーム源を調整した。真空中への断熱膨張により超音速分子ビームを発生させるノズルを1400 K程度まで加熱することにより、並進エネルギーが数 eV程度までの分子ビームを発生することができる。発生した超音速分子ビームの特性は、ビームチョッパーを用いた高分解能飛行時間型エネルギー分析により評価する予定で、チョッパーと電源を試作し調整しているところである。併行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム源を用いて、酸素分子および塩化メチル分子ビームを発生し、X線光電子分光法により表面反応を調べる研究を推進した。
28年度以降に、排気ガス処理触媒のモデル表面であるPt(111)およびRh(111)にCO分子を吸着し、開発した連続超熱分子ビーム装置を用いて、様々の並進エネルギーでNOを入射し、表面反応を調べる予定であるが、そのための試料ホルダーも試作した。さらに反応解析のため赤外分光法を行う目的で現有装置を改造する必要があり、29年に行うレーザー分光の実験も考慮に入れた超高真空反応解析チャンバーを試作し調整した。レーザー分光法導入のための予備実験も研究協力者と進めてきている。
反応の遷移状態を解明するためには、理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となる。実験で得られる結果をいろいろな反応経路上の遷移状態を仮定してシミュレーションし、遷移状態を確定する。計算手法としては、第一原理量子ダイナミックス計算を用いて行うが27年度はそのための準備を推進した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現有する連続超熱分子ビーム源を調整する段階であり、いろいろな部品を試作し調整しているところであるが順調に進んでいる。並行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム源を用いて酸素分子および塩化メチル分子ビームを発生し、X線光電子分光法により表面反応を調べる研究を推進した。酸素分子の反応では、超熱エネルギー領域に特有の表面酸化反応過程解明し、それを用いた物性評価も行うことができ順調に進んでいる。
28年度以降に排気ガス処理触媒のモデル表面であるPt(111)およびRh(111)にCO分子を吸着し、開発した連続超熱分子ビーム装置を用いて、様々の並進エネルギーでNOを入射し反応を調べる予定であるがそのための試料ホルダーも試作した。さらに反応解析のために赤外分光法を行うため現有装置を改造する必要があり、29年に行うレーザー分光の実験も考慮に入れた超高真空反応解析チャンバーを試作し調整できている。レーザー分光法導入のための予備実験も研究協力者と進めており、研究協力も順調に進んでいる。
反応の遷移状態を解明するためには、理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となる。27年度には理論と実験の協力を密にするため、先の酸素分子ビームを発生してX線光電子分光法により表面反応を調べた実験結果を、理論計算によりシミュレーションすることを行った。共同研究を密にしながら実験と理論を両輪とする研究体制を強固なものにしており、この面でも研究は順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現有する連続超熱分子ビーム源を調整を進めて完成する。発生した超音速分子ビームの特性は、ビームチョッパーを用いた高分解能飛行時間型エネルギー分析により評価するが、そのためのチョッパーと電源を調整しシステムとして完成させる。併行して、同様の仕様の連続超熱分子ビーム源を用いて酸素分子および塩化メチル分子ビームを発生し、X線光電子分光法により表面反応を調べる研究を推進しまとめる。
28年度以降に、排気ガス処理触媒のモデル表面であるPt(111)およびRh(111)にCO分子を吸着し、開発した連続超熱分子ビーム装置を用いて、様々の並進エネルギーでNOを入射し反応過程を詳細に調べる。さらに反応解析のために導入した超高真空反応解析チャンバーを調整し、完成させる。またレーザー分光法導入のための予備実験も研究協力者と進め、28年度にはモデル系を用いた試行実験を行う。
反応の遷移状態を解明するためには、理論計算により実験結果のシミュレーションを行うことが必要となる。実験で得られる結果をいろいろな反応経路上の遷移状態を仮定してシミュレーションし、遷移状態を確定する。28年度にはいくつかのモデル系について計算試行を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
反応解析用超高真空装置を作製したが、29年度まで研究計画を見据えたため、設計から製作までにかなりの試行錯誤をしたため、納品完了までに時間を要した。そのため、それに付属して使用する予定の部品製作や機器製作が28年度以降に延期となり、27年度に残額が生じた。また、反応解析用超高真空装置については、様々な工夫をすることにより性能を落とすことなく、少し安価に製作が可能となっため残額が生じている。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度に作製した反応解析用超高真空装置に付属して使用する予定の部品製作および機器製作を28年度以降に行うために、27年度残額を主として使用する。さらに、実験補助者を雇用してその謝金に27年度残額を使用する計画である。28年度分として請求した助成金については、当初計画通りに物品費と旅費として使用する計画である。
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