2001 Fiscal Year Annual Research Report
走査プローブ顕微鏡によるモリブデンカーバイド単結晶表面の新規反応性に関する研究
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12042224
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岩澤 康裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40018015)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 賢一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (60262143)
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| Keywords | モリブデンカーバイド / 走査トンネル顕微鏡 / 非接触原子間力顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面炭素組織構造 / 新規選択エッチング反応 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、金属ともセラミックスとも異なる物性と高い表面反応性を有するモリブデンカーバイド表面の構造、電子状態を解析した上で、新しい物性と反応性を創出するための機構を明らかにすることである。走査トンネル顕微鏡(STM)、非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)などの走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いて研究を展開し、モリブデンカーバイド(Mo_2C)単結晶(0001)表面上の個々のモリブデンおよび炭素原子の原子配列、局所的な電子状態を観測するとともに、SPMその場観察技術を応用し、吸着させたプローブ分子のダイナミック挙動を動画像解析する。
1.高分解能STM解析による表面電子状態の検討
Mo_2C(0001)試料表面温度の精緻な制御を可能にすることで、(【square root】3x【square root】3)R30°-honeycomb構造、c(2x4)-ジグザグ列構造、炭素クラスター構造などの表面炭素組織構造を再現性よく作製することに成功し、その原子分解能STM観察にも成功した。高分解能STM観察により表面炭素近傍にはMo原子との配位環境に依存して特異な電子状態が形成されていることが示唆された。
2.COプローブ吸着分子の表面ダイナミック挙動の直接観察
COは炭素終端Mo_2C(0001)表面構造である(【square root】3x【square root】3)R30°-honeycomb構造やc(2x4)-ジグザグ列構造への吸着確率が低く、(1x1)-Mo層が露出した領域に優先的に吸着し、その領域からhoneycomb構造やジグザグ列構造へ吸着COがhoppingして行くというダイナミック挙動を高分解能STM観察により直接画像化することに成功した。
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[Publications] Ken-ichi Fukui: "Novel Selective Etching Reaction of Carbon Atoms on Molybdenum Carbide by Oxygen at Room Temperature Visualized by Scanning Tunneling Microscopy"Chemical Physics Letters. 325. 275-280 (2000)
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[Publications] Satoru Takakusagi: "Development of an X-ray Photoemission Electron Microscopic System with Muti-probes and the Application to Surface Imagings at Static and Dynamic States"Journal of Microscopy. 200. 240-250 (2000)
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[Publications] Yasuhiro Iwasawa: "In-situ STM Study of Surface Catalytic Reactions on TiO_2( 110) Relevant to Catalyst Design"Topics in Catalysis. 14. 163-172 (2001)
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[Publications] Aritomo Yamaguchi: "Energy-Dispersive XAFS Study on the Decarbonylation Process of Mo(CO)_6 in Na Y Zeolite"Catalysis Letters. 71. 203-208 (2001)
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[Publications] Ken-ichi Fukui: ""Visualization of the atomic-scale structure and reactivity of metal carbide surfaces by scanning tunneling microscopy", in "Carbon Alloys"Elsevier. 8 (2002)
