| 研究概要 |
酸化物上の金属ナノクラスターは、触媒ガスセンサー, 光材料,様々な分野で応用されている。ナノクラスターの粒子サイズを自由に制御することができれば、高活性・高選択的触媒開発も可能である。TiO_2(110)表面は中でも広く研究が進んでいる表面である。この表面におけるナノ粒子の核形成には、表面に存在する格子欠陥や線状欠陥であるステップが重要といわれながら、ナノ粒子の形や大きさを制御するために必要な基板酸化物とNiとの相互作用の本質は十分にわかっていない。酸化物表面特にTiO_2 (110)表面に形成した欠陥とその表面に構築する金属ナノクラスターとの相互作用を明らかにし、欠陥等を利用した酸化物表面のナノクラスター構造制御法を開発することを目的とする。
Niを少量蒸着すると、TiO_2(110)表面のステップと強く相互作用することがわかった。特に、ステップ端に存在するアニオンのダングリングボンドと結合を持ち,原子状に高分散する。Al203(0001)表面でもNiはアニオンのダングリングボンドと結合を作ることがわかっており、アニオンのダングリンボンドが金属との相互作用点になると考えられる。そこで、配位可能なアニオンのダングリングボンドを持つ有機化合物をTiO_2(110)に吸着させ金属を高分散させたところ、確かに一原子状に高分することをした。すなわち、チオフェンカルボン酸では、S-Cu結合を作る。無水酢酸では、CUの拡散経路を効果的にブロックすることで、単原子状に高分散させることを明らかにした。
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