偏光変調・高感度反射赤外分光法による光励起プロセスの計測

使用偏振调制和高灵敏度反射红外光谱测量光激发过程

基本信息

批准号：
02253212
负责人：
佐藤真理
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02253212/
关键词：
表面光化学反応高感度反射赤外分光鉄カルボニル偏光変調

项目摘要

本研究では広い波長範囲の光を光源として用いるためにシンクロトロン放射光施設中に装置を作製した。本装置は通常の偏向部から出る放射光を差動排気部を通して超高真空仕様の反応・照射部に入射し、遠赤外光から波長約1nmの光まで用いることができる。さらに、固体表面上の光化学プロセスを研究するためには清浄な表面を得ることが重要なので、本研究ではタ-ボ分子ポンプで排気される超高真空チェンバ-を作製した。チェンバ-には反射赤外分光のための超高真空用BaF2窓、ガス分析用の四重極質量分析計、XYZマニピュレ-タなどが取り付けられている。また試料を1400K以上に加熱したり、100Kまで冷却できる加熱・冷却機構を作製した。偏光変調・高感度反射赤外分光を行うためにFTIRに外部光取り出し機構を付け、偏光子、光弾性変調器、MCT検出器および信号処理系からなる装置を作製した。高感度反射赤外分光の効果を調べるために、白金およびシリコンに低温で吸着したFe(CO)_5について感度の入射角依存の測定を行った。その結果、理論から予測されるように、白金上での感度は入射角が大きいほど高くなるのに対し、シリコン上では約82°の入射角で最大となり、それ以上では低下することが分かった。また、白金上ではFe(CO)_5の単分子吸着層を十分な感度で測定できるが、シリコン上では感度がかなり下がることが分かった。次に、偏光変調の効果について検討した結果、感度が約2倍向上することが分かった。偏光変調の周波数は現在、62KHzとしているが、これを高くすればさらに感度は向上する。作製した装置を用いて白金上に吸着したFe(CO)_5の光分解反応の測定を行った。シンクロトロン放射光の波長310および110nm以上の光を照射したところ、前者では分解生成物が赤外分光で検出されなかったが、後者ではFe_3(CO)_<12>と見られる生成物が見いだされた。

在这项研究中，我们在同步加速器辐射设施中构建了一个装置，以使用宽波长范围的光作为光源。该装置允许来自普通偏转部的同步加速器辐射通过差动泵浦部进入超高真空反应/照射部，并且可以使用从远红外光到约1nm波长的光。此外，由于获得清洁的表面对于研究固体表面上的光化学过程非常重要，因此在这项研究中，我们创建了一个由涡轮分子泵抽空的超高真空室。该室配备有用于反射红外光谱的超高真空 BaF2 窗口、用于气体分析的四极杆质谱仪和 XYZ 机械手。我们还创建了一种加热/冷却机制，可以将样品加热到 1400K 以上，并将其冷却到 100K。为了进行偏振调制和高灵敏度反射红外光谱，我们在 FTIR 上附加了外部光提取机构，并创建了一个由偏振器、光弹性调制器、MCT 探测器和信号处理系统组成的装置。为了研究高灵敏度反射红外光谱的影响，我们测量了低温下吸附在铂和硅上的 Fe(CO)_5 灵敏度的入射角依赖性。他们发现，正如理论预测的那样，铂的灵敏度随着入射角的增加而增加，而硅的灵敏度在入射角约为 82° 时达到峰值，并在超过该角度时下降。此外，发现Fe(CO)_5的单分子吸附层在铂上能够以足够的灵敏度进行测量，但在硅上的灵敏度明显较低。接下来，我们研究了偏振调制的效果，发现灵敏度提高了大约两倍。目前偏振调制频率为62KHz，但提高该频率将进一步提高灵敏度。使用所制作的装置，我们测量了吸附在铂上的 Fe(CO)_5 的光分解反应。当用波长为310和110nm或以上的同步加速器辐射照射时，在前一种情况下，红外光谱没有检测到分解产物，但在后一种情况下，发现了似乎是Fe_3(CO)_12的产物。曾是。