液中原子分解能探針増強ラマン分光顕微鏡による電極・触媒反応機構の解明

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現有の大気中動作用AFM-探針増強ラマン分光法(TERS)装置について、現状のTERS励起・検出系を最適化した。また、光学系の性能を計測して問題点を把握し、それを踏まえてTERSに対応した液中AFMヘッドの光学系の設計を開始した。さらに、励起光照射位置の調整およびTERS信号と距離依存性(1次元マッピング)および表面形状との相関計測(3次元マッピング)を迅速に行えるようにソフトウェア環境を整えた。TERS探針に関しては、市販のカンチレバーに金薄膜をコーティングし、集束イオンビーム(FIB)加工を施した準間接照射型TERS探針を試作し、AFM-TERSとしての動作確認を行い、金基板上の4-PBT分子のTERSスペクトルの取得に成功した。また、探針への4-PBT分子の付着によりTERS信号強度が落ちた場合に、UV光照射により4-PBT分子を除去することでTERS信号が回復することを見出した。一方、Au-Ag合金粒子を探針先端に付着させた直接照射型TERS探針について、その作製条件を最適化し、30日間という長時間経過後も増強度が持続することを確認した。モデル試料については、TERSの応用先の一つであるLiイオン二次電池の電極反応の直接観察について、その基礎データの取得を進めた。具体的には、グラフェンやカーボンナノチューブで修飾した電極を用い、Liイオン二次電池の特性の評価、さらには全固体電池への適用を行った。