金属原子を単分子層以下吸着させたメゾスコピック半導体電極の創製

创建吸附有少于单分子层金属原子的介观半导体电极

基本信息

批准号：
06226261
负责人：
小林健吉郎
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Ehime 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

TiO2単結晶の表面に多孔状のSiO2薄膜をスパッタリング法により堆積させ、この穴の中に金属を電気メッキにより堆積させてメゾスコピック状態の金属クラスターを作成した。原子間力顕微鏡(AFM)で観測された500nm-500nm範囲のSiO2薄膜の表面には多くの孔が存在していることが確認される。この電極では水素発生に対するカソード電流が観測されことより穴を介してTiO2表面は直接電解質溶液に接していることが確認される。鉄を-0.5Vで電気メッキさせた電極のG/ωの周波数依存性において、鉄の堆積により新しくピークが発生しており、そのピーク周波数は電極電位の増大と共に低い周波数にシフトしている。このことは、このピークが表面(界面)準位によることを意味しており、ピーク値が状態密度に比例している。鉄吸着によってえられた準位の状態密度分布から、SiO2が存在しない系では状態密度の値はかなり大きくなっており、鉄吸着量の増大とともにより深いところに状態密度のピークが移動し、またその分布もかなり鋭い。これに対してSiO上では全体の状態数は低いものの、分布はかなりブロードになっている。これはSiO2の穴の面積が少ないため吸着総量は減少したものの1つの穴における鉄のクラスタの大きさは増大し、よりバルク的な性質を持ったものと解釈される。TiO2電極表面に銅を吸着させた場合、等温過渡容量(ICTS)スペクトルではOsより長い時間領域に銅吸着に起因する表面準位の信号が現れた。銅の表面準位のエネルギー(TiO2の伝導帯の底を基準にした場合)は鉄と比較してより深いところに位置している。

通过溅射将多孔SiO2薄膜沉积在TiO2单晶的表面上，并通过电镀来产生介质金属簇，将金属沉积在孔中。可以证实，正如原子力显微镜（AFM）观察到的500nm-500nm范围内SiO2薄膜表面上存在许多孔。该电极具有用于氢生成的阴极电流，并证实TiO2表面通过孔直接与电解质溶液接触。在用铁在-0.5V处电镀的电极的g/ω的频率依赖性，由于铁沉积，产生了一个新峰，并且峰频偏移到较低的频率，并随着电极势的增加而产生。这意味着该峰取决于表面（界面）水平，并且峰值与状态密度成正比。基于铁吸附获得的状态分布的水平密度，在不存在SIO2的系统中，状态值的密度显着较大，并且随着铁吸附的增加，状态密度的峰值更深地转移到更深的位置，并且分布也很清晰。另一方面，尽管对SIO的总体状态计算很低，但分布却相当广泛。这被解释为具有较小的SIO2孔区域，但总吸附量减少，但是一个孔中铁簇的大小增加了，使其更加笨重。当铜在TiO2电极的表面吸附时，在等温瞬态容量（ICT）频谱中，由于铜吸附而引起的表面水平信号的时间更长。铜的表面水平的能量（当引用TiO2的传导带的底部时）比铁更深。