走査プローブを用いた局所ラマン分光による固液界面ナノリアクタの反応挙動解析

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本年度は固液界面ナノリアクタの反応挙動をナノレベルで解析するため、走査トンネル顕微鏡(STM)の探針での表面プラズモン励起を利用した表面増強ラマン分光装置(STM/SERS)を構築し、探針に用いる金属種の最適化などを試みた。探針として金、銀、白金イリジウムを使用したところ、銀において顕著な表面増強効果が確認できた。ただし、銀を用いた場合、その脆弱性のためSTMとしての空間分解能は100nm以上とかなり低いものであり、空間分解能の向上が今後の課題として残った。また上記STM/SERS装置のステージ部分について光照射下での測定および電気化学反応誘起中での測定が同時にできるように改良を加えた。具体的にはステージ部分に光ファイバーで紫外および可視光を導入できるように改造した。さらに固液界面ナノリアクタ探索としてグラファイト基板上にいくつかの有機単分子膜を形成させた。また液中アブレーションにより二無水ペリレンテトラカルボン酸(PTCDA)ナノ微粒子を創製した。さらにTiO_2を担持させた透明基板上に、PTCDAナノ微粒子を真空チャンバー内でアブレーションにより分散させ、その後空気中でエタノール液滴を落とすことにより作製した試料に対して、Nd:YAGレーザーの3倍波(波長355nm)を用い、光触媒下でのPTCDAナノ微粒子の側鎖解離過程をSTM/SERS測定を行いうことにより調べた。得られた成果の一部は、Chem.Phys.Lett., Jpn.J.Appl.Phys.,等の国際誌に掲載された。来年度はSTM/SERS装置を駆使し、上記成果をさらに発展させるとともに、さらに光照射下で電気化学反応を行いつつ表面増強ラマン分光測定を行うことにより、個々のナノリアクタに対する個別機能評価を行えるようにする。