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固体表面におけるガス分子光誘起反応過程のSTM/STS観測

STM/STS 观察固体表面气体分子光致反应过程

基本信息

批准号：
07225221
负责人：
小塩高文
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Ashiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1995
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07225221/
关键词：
STM STS 酸化バナジウム光励起

项目摘要

本年度は阪神大震災のため前半部分の大半を装置修理に費やしたが、その後修理は完了し、現在装置は震災前と変わらず稼動している。ただちに光触媒の高活性材料であるV_2O_5表面にUV光を照射し励起電子の振る舞い(エネルギー変化、空間分布)を原子レベル分解能で知るためSTM/STS観測を行った。UV照射時に表面電子状態の変化はI-V特性の変化しチャージキャリヤ密度の増加が観測されている。原子レベルの空間分布を得るためにUV光ON, OFF時でのトンネル電流差を得る計測法の開発を行った。その結果、UV光照射により吸着酸素上でのempty stateの密度増加が観測され、その空間分布も得られた。これはUV光照射により表面酸素の電子がバナジウムイオン側に励起され電化移動励起三重項状態となっているものと考えられる。また、V_2O_5(010)清浄表面の1×1構造のSTM観測に成功した。試料は超高真空中640℃で加熱処理することで原子レベルでの平滑面となり、表面バナ-ル酸素が脱離する。その時の非占有状態のSTM原子像は最近接バナジウムイオン対に対応し各バナジウムイオン間隔は単位格子定数と一致した。酸素ガス分子はこのバナジウムイオンサイトに吸着する。

This year, most of the equipment repair costs for the first half of the Hanshin earthquake were completed, and the current equipment was repaired before the earthquake. UV irradiation on the surface of V_2O_5 excites electron vibration, and the atomic decomposition energy can be measured by STM/STS. The change of surface electron state under UV irradiation is the change of I-V characteristic and the increase of surface electron density. The spatial distribution of atoms can be obtained by measuring the current difference when UV light is ON and OFF. As a result, the density of the empty state on the absorption element increases under UV irradiation, and the spatial distribution of the state increases. This is the case when UV light irradiates the electrons of the surface element and excites the triplet of the electrochemical excitation. STM measurements of 1×1 structures on V_2O_5(010) surface were successfully performed. The sample is heated at 640℃ in ultra-high vacuum to form a smooth surface and a surface free of impurities. The STM atomic image in the non-occupied state is the closest to each other, and the interval between each other is the same as the fixed number of single cells. The acid molecule is adsorbed on the surface of the molecule.