2017 Fiscal Year Research-status Report
太さ数nm以下の金属ナノワイヤ列を含む繊維状複合薄膜の非線形光学物性
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15K05126
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
水谷 五郎 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30183958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KHUAT Hien 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30729190)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノワイヤ / 酸化チタン / ステップ / 光触媒 / シリコン / 水素 / SHG / SFG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の基礎的な部分であるAu/TiO_2(320)のSHG応答の研究が大きく進展した。UHVチャンバ内で2×10^-7Torrの背圧下でTiO_2(320)基板上に厚さ2nmの金膜を製作した。 パルスNd:YAGレーザーを励起光として、Au/TiO2(320)界面および何も乗せていないTiO2(320)からの二次高調波応答を表面法線周りの回転角の関数として、そして入射/出射偏光の関数として、観測することに成功した。励起光の光子エネルギーは 1.17eVおよび2.33eVの２点であった。励起光子エネルギーが1.17eVの時にはすべての偏光組み合わせについて、等方性なSHG応答が、両方の試料から観測された。 一方で、励起光子エネルギーが2.33eVのときには、どちらの試料からも、表面の微視的な構造の対称性と合致する極めて異方的な応答が観測された。このSHG応答を司る非線形感受率の成分を現象論的な理論によるフィッティングで求め、TiO_2表面のテラスとステップからの寄与に分解することに成功した。
一方、Au/TiO2(320)系と類似の[112]方向に9.5°ミスカットしたステップ状のSi(111)表面上にUHVチャンバー内で水素吸着させた表面の光和周波発生スペクトルの観測も行い、特にステップにおける水素の振る舞いについて、結果の物理的解釈の検討を行った。 pppおよびssp偏光-SFGは、2082cm^-1（A）のSi-H伸縮振動テラスモードと2094cm^-1の垂直二段振動モード（C1）の2つのモードのみが見えた。興味深い点は、湿式化学エッチングによって調製された同じミスカット表面とは異なるモードが観測されたことである。このことは、Si(111)の階段状表面上のダイハイドライドの形成とその配向や構造が調製法に強く依存することを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Au/TiOs(320)界面のステップに沿った繊維状のAu/TiO2界面の非線形応答については、非常によい結果が得られたと言える。しかし、本来の繊維状のナノワイヤ列を重ね合わせる実験が真空装置のトラブルで進行していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
真空装置の修理などを急ぎ、本来の計画どおりに成果が得られるように努力する。
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| Causes of Carryover |
本年度までの遅れを取り戻すため
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