表面吸着種の動的過程における表面電子状態の役割の研究

表面电子态在表面吸附物种动态过程中的作用研究

• 批准号: 12740187
• 负责人: 木下 郁雄
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740187/
• 关键词: ナノグラフィン; 水素終端効果; 3光子光電子分光; σ^*電子状態; π電子状態; 表面電子状態; 吸着種の動的過程; Pd(111)

ナノサイズの物質には固有の量子サイズ効果があり,固体中では得られない新しい電気的あるいは磁気的特性があり,近年,大きな関心が寄せられている。ナノグラファイトはナノサイズのグラフィン(グラファイト単一層)が積層してできているため,フラーレンやナノチューブと異なり,炭素原子の周端(Edge)構造があり,それら周端がこの物質の特異な電子特性と磁気特性をもたらす重要な役割を果たしている。この物質を生かした材料科学の発展のためには,ナノグラフィンの電子構造の詳細な知識を得ること,そして,その電子状態がどのように周端構造に支配されているかを明らかにすることが重要である。周端の領域で考えられる電子状態には,炭素間の結合におけるσ軌道とπ軌道に起因した2種類がある。ナノグラフィンリボンの理論計算では,周端に局在したπバンドが,この物質の電子スピンの新しい起源であることを示す。ナノグラファイトの周端は他の原子に化学吸着され易い。したがって,周端の化学的な変化がナノグラフィンの電子構造にどの程度影響するか知ることは重要である。この情報は,この物質の新奇な特性の起源を探知するためだけではなく,この物質の化学的変化を制御するためにも有効である。本研究では,Pt(111)表面上に生成された60Å程度の平均直径のナノグラフィンの電子構造における重水素の終端効果における電子状態の変化を3光子電子分光および紫外光電子分光で測定した。その結果,ナノグラフィンの重水素による終端が2つのナノグラフィンの電子状態-σ^*電子状態とπ電子状態-にどのように影響するかを示した。ナノグラフィンはサイズが十分に大きいため,エネルギーと分散関係において,固体グラファイトと同様の性質を示しているが,2つの電子状態は重水素による終端に対し強く影響をうけることがわかった。特に,σ^*電子状態はπ電子状態に比べ,周端の化学的変化に非常に敏感であることがわかった。

In recent years, there has been great concern about the inherent quantum properties of substances, and the properties of new electric and magnetic properties in solids. The Edge structure of carbon atoms is very important because of the special electronic and magnetic properties of carbon atoms at the edge. In the development of materials science, detailed knowledge of the electronic structure of the material is obtained, and the electronic state of the material is controlled by the peripheral structure. The electron state of the end of the circle is the combination of the carbon and the π orbitals. The theoretical calculation shows that the electronic origin of the substance is new. The chemical absorption of other atoms at the end of the molecule is easy. In addition, the chemical changes of the peripheral region affect the degree of electronic structure of the brain. This information is used to determine the origin of novel properties of substances and to control the chemical evolution of substances. In this study, the average diameter of Pt(111) surface was measured by 3-photon electron spectroscopy and ultraviolet photoelectron spectroscopy. As a result, the electronic state of the heavy element in the terminal is shown as-σ^* electronic state and π electronic state. 2. The electronic state of the solid state is strongly influenced by the terminal state of the heavy element. Special,σ^* electronic state π electronic state is very sensitive to chemical changes at the end of the cycle.