Application of Orbital Correlation Diagrams to Surface Science

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04996
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Tsuji Yuta 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80727074)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 表面科学 / 結晶軌道 / 軌道相関図 / Walsh図 / 第一原理計算

Outline of Final Research Achievements

In molecular reactions, orbital correlation diagrams are sometimes used to determine the ease with which a reaction proceeds. In this study, it was shown that this can also be applied to surface reactions to optimize the non-oxidative coupling reaction from methane to ethane on monatomic alloy surfaces. Furthermore, the usefulness of crystal orbital-based analysis in analyzing various surface processes (e.g., adhesion) was also demonstrated.

Free Research Field

基礎物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題において、我々は有機化学や有機金属化学において活性化エネルギーの理解に大きな役割を果たしてきた軌道相関図の方法を固体表面のバンド計算と組み合わせることで、それを表面反応に適用し、従来の不均一触媒反応の理論的研究とは一線を画したアプローチをとることが可能であることを示した。そのような観点から、本研究は非常に学術的独自性に富んでいると言える。さらに、新規のアプローチの確立を達成した点は意義深いと考える。