電子共鳴トンネリングで誘起される電荷を利用した触媒活性種の新規スペクトロスコピー

利用电子共振隧道效应感应电荷的催化活性物质的新型光谱学

• 批准号: 17034014
• 负责人: 福井 賢一
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17034014/
• 关键词: 走査プローブ顕微鏡; トンネル現象; スペクトロスコピー; 触媒活性種; ナノ力学; 絶縁性表面

触媒活性種となり得る、絶縁性酸化物基板上に分散して固定化された単核〜4核程度の金属核をもつ錯体または少数金属原子からなるクラスターを対象とし、その電子状態を精密測定するための新規スペクトロスコピーの開発を進めてきた。具体的には、共鳴トンネリングにより固定化錯体に単一の電子を与えたり逆に引き抜くことにより探針との間に生じる静電気力を非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)で検知し、電子状態を測定する。長距離でも顕著な応答を示す静電気力の性質を生かして高分解能電子状態測定を実現する。NC-AFM顕微鏡部、2ch function generator、digital storage oscilloscopeを主部分とするスペクトル測定システムを構築した。0.5Hz程度の周波数変化の検出は容易でクラスター上の単一素電荷の検出は十分可能である。また、注入される電荷の検出の時定数は約0.6msと見積もられた。原子数が規定されたAuクラスター(Au_<25>(GS)_<18>)をへき開した(絶縁性)マイカ基板上に分散吸着し測定を試み、Auクラスター上でバイアス電圧変化に対してステップ状の周波数変化を捉えることに成功した。これは探針からAuクラスターへの単一電荷の注入の結果として生じる静電気力を捉えたものと考えられる新規分光法測定に適した系として、NiAl(110)上に調製したAl_2O_3絶縁性薄膜上に2-4個のRh原子からなるクラスターを均一分散させた試料を作製することに成功した。Rh_2(OAc)_4前駆体水溶液を真空噴霧し、真空中で493Kまでゆっくり加熱するだけで生成する特異な系であることが明らかとなった。

我们一直在开发新的光谱法，以精确测量复合物或小型和少数金属原子的电子状态，靶向与金属核约4的复合物，并固定在绝缘氧化物底物上，这些氧化物可以成为催化活性物种，以及用于小型和少数金属原子的簇。具体而言，通过将单个电子通过共振隧道施加到固定的复合物中，或通过将其拉出，通过非接触原子力显微镜（NC-AFM）检测到针和探针之间产生的静电力，并测量电子状态。高分辨率电子状态测量是通过利用静电力的特性来实现的，即使在长距离时也表现出明显的响应。主要由NC-AFM显微镜部分，2CH功能发生器和数字存储示波器构建了光谱测量系统。很容易检测约0.5Hz的频率变化，并且足以检测簇上的单元素电荷。此外，检测要注入的电荷的时间常数估计约为0.6 ms。将具有指定数量的原子（Au_ <25>（GS）_ <18>）的AU簇分散并吸附到裂解（绝缘）云母基板上，并试图捕获AU群集中偏置电压变化的响应变化的阶梯状频率变化。这是一个适合新型光谱测量的系统，被认为是捕获由从探针中注入单个电荷到AU群集的单个电荷导致的静电力，并且能够产生一个样品，其中2-4 rh原子的簇均匀地分散在Al_2o_3的al_2o_3隔离膜上（110）。已经揭示了这是一个独特的系统，仅通过将水性RH_2（OAC）_4前体溶液喷洒在真空中，然后将其缓慢加热至493K，从而在真空中加热。

项目成果

Control of probe function in noncontact atomic force microscopy using photo-responsive molecular tip

使用光响应分子尖端控制非接触原子力显微镜中的探针功能

• 发表时间: 2006
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 4
• 作者: D.Takamatsu;Y.Yamakoshi;K.Fukui
• 通讯作者: K.Fukui

Formation of One-Dimensional C_<60> Rows on TiO_2(110)-1×2 -cross-link Structure and Their Local Polymerization

TiO_2(110)-1×2交联结构上一维C_<60>列的形成及其局部聚合

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B 110
• 作者: K.Fukui;M.Sakai
• 通讯作者: M.Sakai

実践ナノテクノロジー 走査プローブ顕微鏡と局所分光

实用纳米技术：扫描探针显微镜和局部光谱学

• 发表时间: 2005
• 作者: 福井賢一;岩澤康裕
• 通讯作者: 岩澤康裕

Dynamic and Collective Electrochemical Responses of Tetrathiafulvalene Derivative Self-Assembled Monolayers

四硫富瓦烯衍生物自组装单层膜的动态和集体电化学响应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B 110
• 作者: Y.Yokota;A.Miyazaki;K.Fukui;T.Enoki;K.Tamada;M.Hara
• 通讯作者: M.Hara

Formation of one-dimensional C_<60> rows on TiO_2(110)-1x2 and structural change of C_<60> adlayers induced by electron irradiation

TiO_2(110)-1x2上一维C_<60>行的形成及电子辐照诱导C_<60>吸附层的结构变化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)
• 作者: K.Fukui;M.Sakai
• 通讯作者: M.Sakai