研究課題
固体と液体の界面である「固液界面」で起きる化学反応を、原子レベルで直接観察する手法として電気化学走査プローブ顕微鏡(EC-SPM)が広く用いられているが、現状では通常の場合の観察速度が0.001-0.003枚/秒程度と遅く、反応の動的過程を観察することは出来ない。本研究では、高速液中原子間力顕微鏡(液中高速AFM)、電気化学走査トンネル顕微鏡(EC-STM)、ラジオ周波数走査プローブ顕微鏡(RF-SPM)の3つの技術を融合し、世界最高速度(10枚/秒以上)で観察可能なEC-高速SPMを開発することで、固液界面反応の動的過程を原子レベルで明らかにすることを目的としている。本年度は、液中高速AFMとEC-STMを融合させることで、電極電位が制御可能なEC-高速AFMを作成した。AFM測定における試料ステージ上でサイクリックボルタグラムが測定できたことから、試料の電極電位の制御は確立されたと考えている。来年度以降、電極電位を制御しながら高速AFM観察を行いたいと考えている。また、代表的な固液界面反応である金の電気化学エッチング反応を電気化学走査トンネル顕微鏡で観察した。電極電位を徐々に正にシフトしていくと、表面で金原子が拡散した後、脱離していく過程が観察された。電極電位により、ステップの形状が円状を形成する場合と三角状を形成する場合が制御できることが明らかとなった。さらに、電極電位を変化させることで、ステップ近傍からの金原子の脱離と、テラスからの金原子の脱離が観測された。これらを組み合わせることで、電気化学エッチングによる金の表面構造制御が可能である事を示した。
すべて 2010 2009
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