研究課題
本研究を実施するためには、分子層形成法の開発、構造評価、電気特性評価が相互に連携して進行する必要があり、全研究期間を通して各研究分担者が得意分野を生かしながら研究代表者を中心に密接に協力して研究を遂行した。本年度の研究成果は以下のとおりである。1.金および水素終端シリコン表面の分子修飾による界面電子構造の変化 -SH、-NCなどの末端官能基とアルキル鎖を持つ分子を金などの金属表面に吸着させ、これまで実施してきたSFG測定に加えて、当研究室で開発したギャップモード増強ラマン分光測定を行い、表面被覆率と界面分子構造および電子構造の関係を、特に末端官能基と金属原子との相互作用という観点から調べた。2.電流検出型原子間力顕微鏡(CS-AFM)によるナノメートル領域での電流-電位関係の測定 燃料電池の基本構造であるPt/Nafion/Pt系について電気化学反応が進行しているその場でCS-AFM測定を行い、反応部位の空間分布をしらべた。3.新規分子層形成法 シリコン表面への光電気化学活性な単分子層の形成:これまでの研究でシリコン表面に構築したビオローゲン分子層内に白金錯イオンを吸着した系において、光電気化学的水素発生が効率的に進行することを見いだしている。本年度は白金錯イオンに代えて、パラジウム錯イオンをもちいることで、光電気化学的二酸化炭素還元を効率的に行わせることに成功した。4.in situ XAFSおよびin situ SXSによる界面動的構造の厳密決定 シンクロトロン放射光を用いた上記手法により固液界面構造のその場動的追跡を行った。具体的には金表面に形成した白金単原子層の構造をSXS法により決定し、また、3.で形成したビオローゲン分子層内に分散した白金錯イオンの電位に依存したリガンド交換反応をin situ XAFSにより追跡した。
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