走査プローブ顕微鏡によるモリブデンカーバイド単結晶表面の新規反応性に関する研究

扫描探针显微镜研究碳化钼单晶表面的新型反应性

基本信息

批准号：
12042224
负责人：
岩澤康裕
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、金属ともセラミックスとも異なる物性と高い表面反応性を有するモリブデンカーバイド表面の構造、電子状態を解析した上で、新しい物性と反応性を創出するための機構を明らかにすることである。走査トンネル顕微鏡(STM)、非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)などの走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いて研究を展開し、モリブデンカーバイド(Mo_2C)単結晶(0001)表面上の個々のモリブデンおよび炭素原子の原子配列、局所的な電子状態を観測するとともに、SPMその場観察技術を応用し、吸着させたプローブ分子のダイナミック挙動を動画像解析する。1.高分解能STM解析による表面電子状態の検討Mo_2C(0001)試料表面温度の精緻な制御を可能にすることで、(【square root】3x【square root】3)R30°-honeycomb構造、c(2x4)-ジグザグ列構造、炭素クラスター構造などの表面炭素組織構造を再現性よく作製することに成功し、その原子分解能STM観察にも成功した。高分解能STM観察により表面炭素近傍にはMo原子との配位環境に依存して特異な電子状態が形成されていることが示唆された。2.COプローブ吸着分子の表面ダイナミック挙動の直接観察COは炭素終端Mo_2C(0001)表面構造である(【square root】3x【square root】3)R30°-honeycomb構造やc(2x4)-ジグザグ列構造への吸着確率が低く、(1x1)-Mo層が露出した領域に優先的に吸着し、その領域からhoneycomb構造やジグザグ列構造へ吸着COがhoppingして行くというダイナミック挙動を高分解能STM観察により直接画像化することに成功した。

本研究的目的是分析具有不同于金属和陶瓷的物理性质和高表面反应性的碳化钼表面的结构和电子态，并阐明创造新的物理性质和反应性的机制。。是。使用扫描隧道显微镜 (STM) 和非接触原子力显微镜 (NC-AFM) 等扫描探针显微镜 (SPM)，我们对碳化钼 (Mo_2C) 单晶 (0001) 表面上的单个钼颗粒进行了研究除了观察碳原子的原子排列和局域电子态外，我们还将应用SPM原位观察技术，利用视频图像分析吸附探针分子的动态行为。 1. 通过高分辨率STM分析检查表面电子态通过精确控制Mo_2C(0001)样品的表面温度，我们开发了(【平方根】3x【平方根】3)R30°-蜂窝结构,c(我们成功地制备了具有良好再现性的2x4)锯齿形阵列结构和碳簇结构等表面碳结构，并成功对其进行了原子分辨率STM观察。高分辨率STM观察表明，根据与Mo原子的配位环境，在表面碳附近形成了独特的电子态。 2. 直接观察CO探针吸附分子的表面动力学行为 CO具有碳封端的Mo_2C(0001)表面结构（【平方根】3x【平方根】3）R30°-蜂窝结构和c(2x4)-Z字形阵列结构的吸附概率较低，(1x1)-Mo层优先吸附到暴露区域，并从该区域开始吸附蜂窝结构并且锯齿形阵列结构被优先吸附，我们成功地利用高分辨率 STM 观测直接对吸附的 CO 跃迁到该结构中的动态行为进行了成像。