2原子間の化学結合に伴う分子軌道形成過程の直接観察

直接观察与两个原子之间的化学键相关的分子轨道形成过程

• 批准号: 20H02697
• 负责人: 稲見 栄一
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Kochi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02697/
• 关键词: 走査プローブ顕微鏡; 原子・分子物理; 化学結合; 表面・界面物性; 機能性ナノ材料

本研究では、原子間力顕微鏡/走査トンネル顕微鏡の複合装置(AFM/STM)と超短電圧パルス制御技術を融合して、2原子の化学結合に伴う分子軌道の形成過程をエネルギースケールで追跡可能な超短電圧パルストンネル分光法(Ultra-Short Voltage Pulse Scanning Tunneling Spectroscopy; USVP-SPS)を開発する。令和4年度は、令和3年度に構築したUSVP-SPS制御システムを活用して、Si(111)-(7x7)表面を対象とした局所分光測定の精度向上化、および当初の目的であった、2原子の化学結合に伴う分子軌道形成過程の計測を進めてきた。以下に、本年度の実績をまとめる。(1)ソフトウェアの改良・およびコントローラ-システム本体(AFM/STM)間の再整備をおこない、昨年度の課題であったトンネル電流電圧曲線データのS/N比を向上させることに成功した。これにより、計測データからSi(111)-(7x7)表面の局所状態密度の情報を抽出することに成功し、それが先行研究の結果を再現できていることが確認できた。(1)パルス印可の遅延時間を変化させて(1)と同様の計測を行った。その結果、計測でえられる2つのデータ局所状態密度の特徴的差異を見出すことができた。現在、この結果は、探針先端原子と試料先端原子の間に形成される化学結合に伴う電子状態の変化を反映、つまり、本研究の目的である2原子間の化学結合に伴う分子軌道形成過程をエネルギースケールで追跡したものだと考察している。

In this study, we developed a hybrid device for atomic force microscopy (AFM/STM) and ultra-short voltage Pulse Scanning Tunneling spectroscopy (USVP-SPS), which combines Ultra-Short Voltage Pulse scanning techniques with chemical bonding of two atoms and molecular orbital formation. In 2004 and 2003, the U.S. VP-SPS system was constructed to improve the accuracy of Si(111)-(7x7) surface imaging and molecular orbital formation. The following is the performance of the Company for the year. (1)The improvement of the current voltage curve and the S/N ratio between AFM and STM were successful. Therefore, it is confirmed that the information on the local density of states on the Si(111)-(7x7) surface measured from the data has been successfully extracted and the results of previous research can be reproduced. (1)The delay time of printing can be changed (1). As a result, the differences in the characteristics of the density of the state of the two sites were measured. Now, the results show that the chemical bonding between probe tip atoms and sample tip atoms is accompanied by the transformation of electronic state, and the purpose of this study is to investigate the chemical bonding between atoms and the formation of molecular orbitals.

项目成果

Accurate Method for Measuring Oscillation Amplitude of Non-contact Atomic Force Microscopy in long-range force region

长程力区非接触原子力显微镜振荡幅度的精确测量方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Keiichi Ueda;Daiki Katsube;Eiichi Inami;Masayuki Abe
• 通讯作者: Masayuki Abe

Restoration of Oxygen Vacancies on an Anatase TiO₂(001) Surface with Supersonic Seeded Oxygen Molecular Beam

超声种子氧分子束修复锐钛矿型 TiO₂(001) 表面氧空位

• DOI: 10.1380/vss.65.526
• 发表时间: 2022
• 期刊: Vacuum and Surface Science
• 作者: Kubo Osamu;Kinoshita Seijiro;Sato Hitoshi;Miyamoto Koji;Sugahara Ryuji;Endo Satoshi;Tabata Hiroshi;Okuda Taichi;Katayama Mitsuhiro;下山絢女，廣森慧太，中島伸夫，間瀬一彦，長谷川巧，小澤健一;勝部大樹，大野真也，稲見栄一，吉越章隆，阿部真之
• 通讯作者: 勝部大樹，大野真也，稲見栄一，吉越章隆，阿部真之

In-Situ Observation of Water Adsorption on Rutile TiO2(110)-(1x2) Surface at Room Temperature by Scanning Tuuneling Microscopy

室温下金红石 TiO2(110)-(1x2) 表面水吸附的扫描隧道显微镜原位观察

• 发表时间: 2020
• 作者: Li Fengxuan;Daiki Katsube;Eiichi Inami;Hayato Yamashida;Masayuki Abe
• 通讯作者: Masayuki Abe

Local barrier-height measurement using scanning probe microscopy with ultrafast voltage pulse

使用具有超快电压脉冲的扫描探针显微镜进行局部势垒高度测量

• 发表时间: 2022
• 作者: Hibiki Hikasa;Emiko Murata;Daiki Katsube;Masayuki Abe and Eiichi Inami
• 通讯作者: Masayuki Abe and Eiichi Inami

分子動力学に基づく動的モンテカルロ法を用いたドメイン形成の計算

基于分子动力学的动态蒙特卡罗方法计算域形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 西岡 圭太;稲見 栄一
• 通讯作者: 稲見 栄一