2016 Fiscal Year Annual Research Report
The development of the ambient pressure hard x-ray photoelectron spectroscopy and the operand mesurement for the electrode of the fuel cel.
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15H05489
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
高木 康多 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (30442982)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光電子分光 / オペランド測定 / in situ測定 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
雰囲気制御型光電子分光装置の分光器は内部ガス圧が上昇すると動作できないため、分光器内に大量のガスが侵入しないように試料と分光器の間に小径のアパーチャーを導入する必要がある。本年度はアパーチャーの作製方法を工夫し穴の厚さの小さいものを作製した。これにより、同じ直径のアパーチャーでも従来より高いガス圧での測定が可能になった。まず直径70μｍのものを用いて作動距離を85μmに設定して金表面を測定したところ0.8気圧下での光電子分光(XPS)測定が可能であった。さらに集束電子ビーム加工により作製した直径30μmのアパーチャーを用い、30μmの作動距離で測定することによって金表面の大気圧下でのXPS測定に成功した。
アパーチャー近傍はガスがアパーチャー内に吸引されているため実質的なガス圧が減少している。よって試料表面のガス圧は、作動距離が短ければ小さくなり長くなれば影響が少なくなる。その一方で作動距離が長ければ信号強度は激減する。これらの影響を見積もるために、ガス雰囲気下で作動距離を変更しながら絶縁体である酸化チタンのXPS測定をした。通常、絶縁体試料はチャージアップのためXPS測定が不可能であるが、ガス雰囲気下ではX線がガスを電離して試料に電荷を補填するため測定が可能になる。よって、この影響を検出することによって試料表面近傍の実質的なガス圧を見積もることができる。この測定により、30μmのアパーチャーを用いた場合には、30μmの作動距離では表面近傍のガス圧が減少していることが分かった。
上記のことを考慮し、アパーチャー径の２倍である60μmに作動距離を広げて金表面のXPS測定を行った。差動距離が30μmの時の測定に比べ信号強度が減少したものの、測定時間を延ばすことにより大気圧下においてもXPS測定を行えることが分かった。このように世界で初めて大気圧下でのXPS測定に成功した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] SPring-8 BL36XU: Catalytic Reaction Dynamics for Fuel Cells2016
Author(s)
O. Sekizawa, T. Uruga, Y. Takagi, K. Nitta, K. Kato, H. Tanida, K. Uesugi, M. Hoshino, E. Ikenaga, K. Takeshita, S. Takahashi, M. Sano, H. Aoyagi, A. Watanabe, N. Nariyama, H. Ohashi, H. Yumoto, T. Koyama, Y. Senba, S. Goto, H. Ohno, M. Takata, H. Kitamura, T. Ishikawa, M. Tada, T. Yokoyama, Y. Iwasawa 他
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 712
Pages: 012142-4
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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