電解溶液中での電位制御された薄膜結晶成長の初期過程と活性サイトの高分解その場観察

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本研究では、電解溶液中で原子的レベルで薄膜結晶成長を制御する方法(溶液中での原子層エピタキシ-技術)の開発を目指した研究を行い、以下の結果等を得た。1、薄膜結晶成長の基板に使う貴金属材料の表面処理とその評価(1)機械的研磨とエッチング機械的研磨による研磨効果とエッチングによる汚れ除去効果を、走査型トンネル顕微鏡を使って、空気中、水中、電解溶液中で確認した。(2)トンネル発光を利用した試料表面の局所的汚れの新しい評価方法走査型トンネル顕微鏡に数ボルトの高い電圧を加えることにより、トンネル発光が起こることを確認した。空気中では、10ボルト程度の高い電圧を加えた直後に発光し、数ボルトに電圧を下げると、すぐ発光強度が下がることも見いだした。他方、2×10^<-9>Torrの真空中では数ボルトかけただけで、空気中の数十倍の発光が起こりその発光強度は長期間持続することも見いだした。つまり、トンネル発光強度は、試料表面の清浄度と密接に関係し、表面の局所的汚れの高感度評価に利用できることを見いだした。2、大型の電気化学セルを塔載した高分解走査型電気化学顕微鏡の製作(1)信頼性と制御性の高い電気化学の実験には、大型の電気化学セルが必要である。他方、従来の走査型トンネル顕微鏡や走査型電気化学顕微鏡では、高い分解能を得るためには試料、試料台、電気化学セル等を小型化する必要が有った。本研究では、原子的レベルでの電気化学実験の観察と制御を行うため、安定性の高い大型の電気化学セルを塔載した走査型電気化学顕微鏡の機械的強度を極度に高めて、空気中、液体中で原子的分解能を達成した。