2002 Fiscal Year Annual Research Report
イオントラップ分光法による有機金属クラスターの構造と生成機構の研究
Project/Area Number |
02J03983
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Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
Principal Investigator |
大下 慶次郎 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 特別研究員(PD)
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Keywords | クラスター / 赤外スペクトル / 電子スペクトル / 走査型トンネル顕微鏡 / 走査トンネル分光 / Coulomb blockade |
Research Abstract |
赤外スペクトル及び電子スペクトルは分子構造、電子状態を敏感に反映し、多くの情報を与える。本研究では、イオントラップ法を用いて有機金属クラスターの赤外・電子スペクトルを測定するために、目的とするクラスターを気相で生成するクラスター源の設計・製作を行い、予備的な実験を開始した。これまで研究例が皆無である有機金属クラスター負イオンの赤外スペクトルを測定することを目的とし、負イオンの生成、検出が本装置で可能なことを確認した。 また、溶液中で大量合成したクラスターの構造を直接観測する目的で、超高真空極低温走査型トンネル顕微鏡(STM)の立ち上げを行った。標準的な試料であるSi(111)7×7再構成表面、Au(111)表面などのSTM像を低温(8K)で観測し、装置性能を最適化した。さらに、溶液中で還元法を用いて生成した金、パラジウムなどのクラスター(粒径3-5nm)をAu(111)表面に吸着させSTM像を観測した。この際、Au(111)表面上にxylenedithiolの自己組織化単分子膜(SAM)を形成し、その膜上にクラスターを吸着させると安定に像を観測することができた。さらにクラスターの電流-電圧特性、電子状態を明らかとするために、走査トンネル分光(STS)の測定システムを構築した。この際、ロックイン検出を用いることによりスペクトル上の雑音を飛躍的に低減することができた。SAMに吸着したパラジウムクラスターのSTSの結果、ナノメーターサイズのクラスターに特有なCoulomb blockade現象を観測することに成功した。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Keijiro Ohshimo: "Intracluster multiple trimeric cyclization of acrylonitrile clusters initiated by electron transfer from a potassium atom : Size-dependent pathways in metastable dissociation of K^+(CH_2=CHCN)_n photoions"Journal of Chemical Physics. 117(11). 5209-5220 (2002)
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[Publications] Keijiro Ohshimo: "Negative-ion photoelectron spectroscopy of acrylonitrile clusters containing a sodium atom"European Physical Journal D. (発表予定).
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[Publications] Ari Furuya: "Photodissociation of Mg(CH_2=CHCN)_n^+ : Excited electronic states of n=1 and 2 and intracluster electron transfer for n=3 and 4"Journal of Chemical Physics. 118(12). 5456-5464 (2003)