フラクタル構造をもつ固体表面上での光誘起化学反応の研究

具有分形结构的固体表面光致化学反应研究

基本信息

批准号：
12874086
负责人：
渡邊一也
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The Graduate University for Advanced Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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

本研究では、フラクタル構造を有する金属上での光化学反応について、特異な反応の発見、およびその機構解明を目的とした。本年度に得られた成果は以下のとおりである。1.GaAs表面振動ダイナミクスの解明表面吸着分子の反応素過程を理解するためには、表面での振動励起状態のダイナミクスに関する知見が非常に重要である。本研究ではフラクタル構造を有する金属および表面吸着種の振動ダイナミクスを研究する手段として、前年度に時間分解表面第2高調波測定法を開発した。本年はこれを典型的な半導体であるGaAs表面に適用し、パルス幅約20fsの超短パルスレーザー励起によるGaAs表面フォノンの生成減衰過程を実時間観測した。表面フォノンのコヒーレント振動が観測され、振動コヒーレンスは数100fsの時間で消失した。また励起光強度を高くすることにより振動数のレッドシフトが観測された。2.Sb蒸着GaAs表面の振動ダイナミクスの解明Sb原子はグラファイト上等でフラクタル構造を形成することが知られている。SbをGaAs(l10)表面に数原子層蒸着した系で、上記の時間分解振動分光を試みた。時間分解第2高調波信号にSb-GaAs界面振動に帰属される振動が観測され、その波形から、振動コヒーレンスの減衰時定数は約700fsと求められた。またこの界面振動モードの信号強度は清浄表面処理温度等に依存し、界面の均質性に敏感であることがわかった。

这项研究的目的是发现具有分形结构的金属上独特的光化学反应并阐明其机制。今年获得的结果如下。 1. GaAs表面振动动力学的阐明为了理解表面吸附分子的基元反应过程，了解表面振动激发态的动力学非常重要。在这项研究中，我们在前一年开发了一种时间分辨表面二次谐波测量方法，作为研究具有分形结构和表面吸附物质的金属振动动力学的手段。今年，我们将其应用到典型半导体GaAs的表面，实时观察了脉冲宽度约为20 fs的超短激光激发引起的GaAs表面声子的产生和衰变过程。观察到表面声子的相干振荡，并且振荡相干性在几百飞秒内消失。此外，通过增加激发光强度观察到频率的红移。 2. 阐明 Sb 沉积的 GaAs 表面的振动动力学已知 Sb 原子在石墨上形成分形结构。我们尝试使用一个系统来实现上述时间分辨振动光谱，其中几个 Sb 原子层沉积在 GaAs(l10) 表面上。在时间分辨二次谐波信号中观察到归因于 Sb-GaAs 界面振动的振荡，并且从波形中确定振动相干性的衰减时间常数约为 700 fs。还发现，这种界面振动模式的信号强度取决于清洁表面处理温度，并且对界面的均匀性敏感。