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2012 年度 実績報告書

固体表面におけるπ共役系の高さ制御

研究課題

研究課題/領域番号 22760027
研究機関東京農工大学

研究代表者

遠藤 理  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30343156)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード有機薄膜 / 軟X線吸収分光 / π電子系 / 自己組織化 / グラフェン
研究概要

本年度は深さ分解炭素K吸収端X線吸収微細構造分光(C K-NEXAFS)測定の解析法を発展させ、白金(111)面に形成した単層グラフェン上の直鎖アルカン単分子層のC K-NEXAFSスペクトルをグラフェン層とアルカン層に分離し、結果を差スペクトルと比較することにより測定および解析法の妥当性を検証した。また、同手法を金(111)面に形成した4-メチルベンゼンチオール(4-MBT)および4-エチルベンゼンチオール(4-EBT)自己組織化単分子層に適用し、分子の上下でスペクトルの分離が可能なことを示した。分離スペクトルでは生スペクトル中識別が困難な4-EBTのエチル基のσ*CCバンドが、特に斜入射で顕著に観測され、エチル基が面直配向であることが分かった。このことは、深さ分解CK-NEXAFS法が通常の偏光依存を利用したベンゼン環の配向角決定に加え、分子の特定部位の配向決定にも有力な手法であることを示している。また、基板との相互作用が少ないπ共役系の実現を目指し、金(111)表面における直鎖アルカンの脱水素反応の研究を行った。炭素数36の直鎖アルカンが長軸を表面に平行にして吸着した自己組織化単分子層を真空中で500 K以上に加熱すると、面直方向を観測する斜入射のC K-NEXAFSスペクトル284 ~286 eVの範囲にπ*軌道への遷移が数本顕著に現れた。一方、面内方向を観測する直入射スペクトルではσ*CC軌道への遷移が292 eVから310 eV付近に大きな吸収として観測された。これらは炭素の内殻エネルギーが内部と異なるエッジ状態を多くもつ芳香環が基板に平行に成長していることに対応していると考えられる。走査トンネル顕微鏡観察により、生成物は幅約1.5nmの枝分かれ構造であることが分かった。このことから、脱水素反応による生成物はグラフェンナノリボン様の重合体であると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Depth-dependent C K-NEXAFS spectra for self-assembled monolayers of 4-methylbenzenethiol and 4-ethylbenzenethiol on Au(111)2012

    • 著者名/発表者名
      O.Endo, M. Nakamura, K. Amemiya
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      巻: 187 ページ: 72-76

    • DOI

      DOI:10.1016/j.elspec.2013.04.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1D Hydrogen Bond Chain on Pt(211) Stepped Surface Observed by O K-NEXAFS Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      O. Endo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 ページ: 13980-13984

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/jp302509k

    • 査読あり
  • [学会発表] Pt(111)面に形成した単層グラフェン上における直鎖アルカンの凝集構造2012

    • 著者名/発表者名
      遠藤理
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京)
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] Orientation Changes of n-Alkane in a Monolayer on Graphene Modified Pt(111) Studied by C K-NEXAFS

    • 著者名/発表者名
      O. Endo
    • 学会等名
      CMD-24, ECOSS-29, ECSCD-11, CMMP-12
    • 発表場所
      エジンバラ国際会議場(イギリス)
  • [学会発表] 有機単分子層の深さ分解C K-NEXAFS測定

    • 著者名/発表者名
      遠藤理
    • 学会等名
      第15回XAFS討論会
    • 発表場所
      鳥取白兎会館(鳥取)
  • [学会発表] 金(111)面におけるアルカン単分子層の脱水素反応

    • 著者名/発表者名
      遠藤理
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス(広島)

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公開日: 2014-07-24  

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