Invesigation of charge states and catalytic reactions on metal oxide surfaces with nanostructures by AFM

通过 AFM 研究纳米结构金属氧化物表面的电荷态和催化反应

• 批准号: 22H00282
• 负责人: 李 艶君
• 金额: $ 27.29万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00282/
• 关键词: 原子間力顕微鏡; ナノ構造体; 触媒反応

令和4年度は、以下のような研究成果が得られた。１）原子間力顕微鏡観察が容易で、触媒機能の明らかな実用触媒の調製　原子間力顕微鏡による観察が容易な触媒材料を調製した。また、実際に触媒として機能中のものであることを明らかにするために、触媒機能の触媒化学的測定も行なった。ここで、金属酸化物材料としてはTiO2やCeO2を、ナノ構造体の構成原子としては金（Au）や白金（Pt）などを取り上げた。２）新方式のケルビンプローブ力顕微鏡の高感度化・高分解能化・高速化　表面の電荷量とバンド曲がり量を測定できるケルビンプローブ力顕微鏡の観察条件を最適化した。具体的には、静電気力の探針・試料間距離依存性を測定し、数値計算により、様々なカンチレバーの振動振幅に対する力の探針・試料間距離依存性を導出し、この距離依存性に対して最も信号・雑音比の良くなる振動振幅を求めた。３）金属酸化物表面の欠陥構造と電荷状態の解明　ナノ構造体の担持されていない金属酸化物表面の欠陥構造と電荷状態を解明した。ここで、表面の欠陥としては、表面から酸素が抜けた酸素空孔（Ov）欠陥やOv欠陥に水分子が化学吸着して生じたOH欠陥などを取り上げた。４）金属酸化物表面上の欠陥とナノ構造体の電荷移動現象の解明　金属酸化物表面において欠陥近傍に形成されたナノ構造体の電荷状態を解明した。具体的には、ナノ構造体の原子種や構造が、局所電荷状態にどのように影響するかを解明した。

In the fourth year of Ling He, the following research results were obtained. 1) It is easy to observe the atomic force with micro-mirror, and the catalyst function is bright. It is easy to modulate the atomic force with micro-mirror. The catalyst function is determined by the catalyst chemistry. Metal acid materials such as TiO2 and CeO2, and constituent atoms such as gold (Au) and platinum (Pt) are selected. 2) New method of high sensitivity, high resolution, high speed of surface charge measurement, optimization of observation conditions of force microscope Specifically, the distance dependence between probe and sample of electrostatic force is determined, the numerical value is calculated, the distance dependence between probe and sample of electrostatic force is derived, the distance dependence is calculated, and the vibration amplitude is calculated. 3) The structure and charge state of metallic acid surface are analyzed. For example, the surface of the water molecule can be chemically adsorbed. 4) To explain the charge transfer phenomenon of the structure on the surface of metal acid. The specific structure of the atomic species, the local charge state and the influence of the structure are explained.

项目成果

King's College London(英国)

伦敦国王学院（英国）

Defective NiO as a Stabilizer for Au Single-Atom Catalysts

• DOI: 10.1021/acscatal.2c00108
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: ACS Catalysis
• 影响因子: 12.9
• 作者: C. Mochizuki;Yusuke Inomata;Shunsaku Yasumura;Mingyue Lin;Ayako Taketoshi;T. Honma;N. Sakaguchi;M. Haruta;K. Shimizu;T. Ishida;T. Murayama

Measurement of spatially resolved surface photovoltage on TiO2(110) by ac bias KPFM

通过交流偏压 KPFM 测量 TiO2(110) 上的空间分辨表面光电压

• 发表时间: 2022
• 作者: Masato Miyazaki;Yasuhiro Sugawara and Yan Jun Li
• 通讯作者: Yasuhiro Sugawara and Yan Jun Li

Atomic structure and electron distribution of Co atoms adsorbed on Si(111) surface by NC-AFM/KPFM at 78 K

• DOI: 10.1016/j.susc.2022.122130
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Surface Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: Zhang Qu;Jiuyan Wei;Xiaopeng Liu;Y. Sugawara;Yanjun Li

New ultra-fast method for measuring tunneling rates between an AFM tip and on-surface species

用于测量 AFM 尖端和表面物质之间的隧道速率的新超快速方法

• 发表时间: 2022
• 作者: L. Kantorovich;Y. Adachi;J. Brndiar;H. F. Wen;Q. Zhang;M. Miyazaki;S. Thakur;Y. Sugawara;H. Sang;Y. J. Li;I. Stich
• 通讯作者: I. Stich