表面超構造における光・電子過程

表面上层建筑中的光电过程

• 批准号: 09217231
• 负责人: 中辻 博
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09217231/
• 关键词: 固体表面-分子間相互作用; Dipped adcluster model; SAC; SAC-CI法; 量子化学; STM(走査型トンネル顕微鏡); 電子状態; 表面触媒反応; 電子メカニズム

本研究の目的は、表面一分子相互作用系を有効に表現するモデルとその電子状態を定量的に計算する理論の開発と計算である。平成9年度の研究成果は以下に具体的に述べる。STM/STSの電子的機構の解明のため、STMの理論シミュレーションを行う方法を開発した。その方法をいくつかの表面に対して応用し、STM像の理論的解釈を行った。走査型トンネル分光法(STS)は、電場に対するトンネル電流特性の測定であるが、STMと同様に理論シミュレーシュンを行った。表面系の電子状態がSTS像に与える影響について分子軌道法による研究も検討した。これらの結果に基づいて、STSのスペクトルから表面の元素分析の可能性の研究が進んでいる。表面触媒反応の電子的機構の研究は今年も進めている。表面-分子相互作用系の理論モデルとしてDipped adcluster Modelを用いた。我々は銀表面上でのオレフィンの部分酸化及び完全酸化反応の電子的メカニズムを解明しており、アセチレンの酸化反応のメカニズムも明らかにした。その結果、アセチレンオキサイドが必要に不安定ため、生成しにくいことがわかった。一方、アセチレンの水素の反応性が高いため、水素活性化による完全酸化反応を起こすことが明らかにした。また、銀表面上でのオレフィンの酸化反応に直接関連している水酸基の吸着構造及び電子状態や、Ag(100)表面における水酸基の不均化反応の電子的メカニズムなどを理論的なアプローチから明らかにした。この結果から、銀表面上での水酸基の全般的な挙動及び触媒反応にの役割を解明した。さらに、銅表面上での炭素ガスの接触水素化反応によるメタノールの合成反応プロセスに対して、全ての可能な反応中間体・遷移状態のエネルギー及び電子状態を計算し、この反応のメカニズムを初めて理論的に解明した。このプロセスの律速段階はFormateからDioxomethyleneへのステップであることがわかり、触媒設計の指針を与えた。

は の purpose this study, on the surface of a molecular interaction を have sharper に performance す る モ デ ル と そ の electronic state を に of quantitative calculation す る theory の open 発 と computing で あ る. The research results of the year Heisei 9 are as follows: に specific に description べる. The mechanism <e:1> explanation of STM/STS <s:1> electrons ため, the <s:1> theory of STM シ ュレ ュレ ショ う を を を and the development of う method を of STM/STS た. The そ <s:1> method を を く く に に surface of <s:1> に for て応 て応 the solution of <s:1> and STM image <s:1> theory を line った. Walkthrough type ト ン ネ ル spectrometry (STS) は, electric field に す seaborne る ト ン ネ ル の current characteristics determine で あ る が, STM と with others に theory シ ミ ュ レ ー シ ュ ン を line っ た. The surface of the <s:1> electronic state がSTS image に and える influence に が て て molecular orbital method による study 検 検 discuss た. こ れ ら の results に づ い て, STS の ス ペ ク ト ル か ら surface の element analysis が の の possibility research into ん で い る. Institutional <s:1> research on surface catalysts against 応 応 electrons is advancing this year in めて めて る る. Surface-molecule interaction system <s:1> theory モデ と と てDipped てDipped てDipped adcluster Modelを uses モデ た た. I 々 は silver surface で の オ レ フ ィ ン の part acidification and び acidification completely reverse 応 の electronic メ カ ニ ズ ム を interpret し て お り, ア セ チ レ ン の acidification anti 応 の メ カ ニ ズ ム も Ming ら か に し た. そ の results, ア セ チ レ ン オ キ サ イ ド が necessary に unrest た め, generate し に く い こ と が わ か っ た. Side, ア セ チ レ ン の water element の anti 応 が high い た め, water element activeness に よ る acidification completely reverse 応 を up こ す こ と が Ming ら か に し た. ま た, silver surface で の オ レ フ ィ ン の acidification anti 応 に masato directly even し て い る acid base の water sorption state structure and び electronic や, Ag (100) surface に お け る uneven water acid base の turn against 応 の electronic メ カ ニ ズ ム な ど を theory な ア プ ロ ー チ か ら Ming ら か に し た. The <s:1> び results of ら ら, the general な挙 movement of the で <s:1> aqueous acid group <e:1> on the silver surface, and the び catalyst reaction 応に activity を explain the た. さ ら に, copper surface で の carbon ガ ス の contact water element is changed the 応 に よ る メ タ ノ ー ル の synthetic anti 応 プ ロ セ ス に し seaborne て, whole て の may な anti 応 intermediates, migration state の エ ネ ル ギ ー and び electronic state を し calculation, こ の anti 応 の メ カ ニ ズ ム を early め に て theory explain し た. こ の プ ロ セ ス の law speed Duan Jie は Formate か ら Dioxomethylene へ の ス テ ッ プ で あ る こ と が わ か り, catalyst design を の Pointers and え た.

项目成果

H.Nakatsuji: "Mechanism of the Partial Oxidation of ethylene on an Ag Surface : Dipped Adcluster Model Study." Surface Science. Vol.384. 315-333 (1997)

H.Nakatsuji：“银表面乙烯部分氧化的机制：浸渍 Adcluster 模型研究。”

H.Nakatsuji: "Mechanism of the Oxidation of Propylene on an Ag Surface : Dipped Adcluster Model Study." Surface Science. (in press). (1998)

H.Nakatsuji：“丙烯在银表面上的氧化机制：浸渍 Adcluster 模型研究。”

H.Nakatsuji: "Dipped Adcluster Model for Chemisorption and Catalytic Reaction" Progress in Surface Science. Vol.54. 1-68 (1997)

H.Nakatsuji：“化学吸附和催化反应的浸入团簇模型”表面科学进展。

H.Nakatsuji: "Activation of O2 on Cu,Ag,and Au Surface for the Epoxidation of Ethylene : Dipped Adcluster Model Study" Surface Science. Vol.387. 328-341 (1997)

H.Nakatsuji：“在铜、银和金表面上激活 O2 以进行乙烯环氧化：浸胶簇模型研究”表面科学。

H.Nakatsuji: "Electron Transfer and Back-transfer in Partial Oxidation of Ethylene on an Ag Surface : Dipped Adcluster Model Study." Chem.Phys.Lett.Vol.277. 551-557 (1997)

H.Nakatsuji：“银表面乙烯部分氧化中的电子转移和反向转移：浸渍 Adcluster 模型研究”。