研究課題
本研究は、固体表面上における基板からの高さ位置を制御したπ電子系の構築、およびその高さに依存した電子物性の解析法としての、深さ分解炭素K吸収端X線吸収微細構造分光法(CK-NEXAFS)の開発・発展を目的とする。深さ分解解析は、二次元検出器を用いて吸収に比例して放出される炭素のオージェ電子の放出角分布曲線(深さ分解曲線)を得ることによって行う。本年度は、グラファイト(0001)面に形成した直鎖アルカン単分子層のCK-NEXAFS測定で得られた深さ分解曲線の解析を行い、直鎖アルカン特有のσ^*_<CH>/R(Rはリドバーグ状態を表す)への遷移が、基板であるグラファイトのπ^*、σ^*_<CC>軌道への遷移よりも表面側に露出していることから、バックグラウンドとなる基板の信号とは分離して帰属することが出来ることを示した。これによりアルカンの分子配向の層数や温度依存を報告した。さらにσ^*_<CH>/R遷移とσ^*_<CC>遷移深さ分解曲線の差をとることにより、アルカンの高さが、温度によって変化するアルカンの分子配向・配座から考えられる高さと、よく対応していることを示した。また、基準試料としてAu(111)面にp-トルエンチオールの自己組織化単分子層(SAM)を作成し、深さ分解曲線が励起エネルギーに依存することを見出した。スペクトルの偏光依存から決定した分子配向から、ベンゼン環を構成する炭素原子が、膜表面に露出するメチル基の炭素原子よりも約1.5Å深い位置に存在することが分かり、この値を深さ分解曲線の差曲線の傾きと対応させることにより、検出する炭素のエネルギー約260eVのオージェ電子のSAM中の平均自由行程が50Å程度と見積もることができた。この値は既報の炭素材料中の値に比べて数～十倍程度大きいため、さらに検討が必要であることが示唆される。
すべて 2011 2010
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The Journal of Physical Chemistry C
巻: 115 ページ: 5720-5725
DOI:10.1021/jp1102143
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena
巻: (accepted)
