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。

精确测量具有单核至 4 个金属核或分散并固定在绝缘氧化物基底上的少量金属原子簇的配合物的电子态，这些配合物可以作为催化活性物质。我们一直在为此目的开发一种新的光谱学。具体而言，使用非接触式原子力显微镜（NC-AFM）通过共振隧道效应将单个电子给予固定化复合物，并通过使用从固定化复合物中撤回单个电子来检测固定化复合物之间产生的静电力。非接触式原子力显微镜 (NC-AFM) 测量状况。我们将利用静电力的特性来实现高分辨率电子态测量，即使在长距离上静电力也表现出显着的响应。我们构建了一个光谱测量系统，其主要部分是NC-AFM显微镜部分、2ch函数发生器和数字存储示波器。很容易检测到大约 0.5 Hz 的频率变化，并且完全有可能检测簇上的单个基本电荷。此外，用于检测注入电荷的时间常数估计约为0.6 ms。通过在解理（绝缘）云母基板上分散和吸附具有规定原子数（Au_25（GS）_<18>）的Au簇，并根据Au簇的变化对Au簇进行步进测量来尝试测量。我们成功地捕获了 的频率变化。这被认为是捕获由于将单个电荷从尖端注入到 Au 团簇而产生的静电力。作为适合新光谱测量的系统，我们开发了在 NiAl(110) 上制备的 Al_2O_3 绝缘薄膜。我们成功地制造了由2-4个Rh原子组成的簇均匀分散的样品。研究表明，这是一个独特的体系，只需真空喷涂Rh_2(OAc)_4前驱体水溶液并在真空中缓慢加热至493K即可生成。

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