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走査トンネル顕微鏡によるTiO_2(110)表面上の光反応微視過程のその場観察

扫描隧道显微镜原位观察TiO_2(110)表面光反应微观过程

基本信息

批准号：
08218214
负责人：
岩澤康裕
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

固体表面の光化学反応は、基礎的・応用的な観点から今日もっとも注目されている化学現象の一つである。本研究では、走査トンネル顕微鏡で熱反応過程を動的観察するとともに、光反応中の表面をその場観察することによって、これまで間接的にしか得られなかった金属酸化物表面の反応過程を原子レベルでとらえることを目標とした。まず、ルチル型二酸化チタン(TiO_2)の(110)表面を清浄化し、(1×1)清浄表面の原子像をはじめて観察した。得られた原子像がチタンあるいは酸素いづれに対応するものであるかを、ギ酸イオンの吸着を利用して判別した。次いで、顕微鏡ステージに紫外・可視励起光を入射して光照射下の表面反応をその場観察できる光学系を整備し、われわれは昨年度、顕微鏡ステージに励起光を入射して光照射下の表面反応をその場観察できる光学系を整備した。本年度さらに光照射下の表面温度上昇を抑制するために100Kまで試料を冷却できるよう試料ホルダーを改造して実験をすすめたところ、100W超高圧水銀灯による200時間連続照射によっても、TiO_2(110)表面に吸着したギ酸イオンを反応させることはできなかった。おそらく、光励起によって生成したキャリア(この場合は正孔)が、固体内部のバンド歪曲によってギ酸イオン吸着種へ到達できないのであろう。そこで、10^<-3>Pa程度の酸素、水、水素ガスを顕微鏡チャンバー内に導入して光照射をおこない、ガス雰囲気によって表面ポテンシャルを制御して有効な電荷分離を促進することを現在こころみている。また、光励起反応と相補的な情報を得るために、電子刺激脱離を利用した反応中間体検出法を開発し、固体表面の環境場が吸着分子の光反応におよぼす影響を検討している。

Photochemical reactions on solid surfaces, basic and applied chemical phenomena. The purpose of this study is to examine the thermal reflection process of the micromirror and to examine the surface of the optical reflection medium.って, これまで indirect にしかget られなかったmetal acid compound surface のreaction process をatomic レベルでとらえることをtarget とした.まず, ルチル type di-acidified チタン (TiO_2) の (110) surface を clean し, (1×1) atomic image をはじめて観 Observation した. Get られたatomic image がチタンあるいは acid element いづれに対応するものであるかを、ギ sour イオンのsorbing を Use して to judge した. Second, the surface reflection of the micromirror, the ultraviolet and visible excitation light, the incident light, the field inspection, the optical system, and the maintenance of the field. Last year, the optical system was inspected and inspected by the surface reflection field under the incident light and the optical system was maintained. This year's 100K test was conducted to suppress the rise in surface temperature under light irradiation. Material cooling, sample cooling, sample reforming, 1 00W ultra-high pressure mercury lamp, 200-time continuous irradiation, TiO_2 (110) The surface absorbs acidic acid and reacts with it.おそらく, 光气起によって成したキャリア(このoccasionは正 hole)が, solid The internal distortion of the taste is sour and sour.そこで, 10^<-3>Pa acid, water, water, ガスを顕Micromirror チャンバーにIntroduction してLight irradiation をおこない, ガスambience囲によってsurface ポテンシャルをcontrol してeffectiveなchargeseparationをpromotionすることをnowこころみている.また, light stimulation and reaction complement each other's information をget るために, electronic stimulation detachment を utilization した reaction intermediate 検The method is to open the environment, the environmental field on the solid surface, the absorption of molecules, and the reflection of light, and the influence of the environment on the surface.