高選択的光反応機能サイトを有する半導体微結晶表面状態のin-situ観測

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(1)有機溶媒中で安定に分散可能なCdS超微結晶を用いたCdのk-edgeにおけるin-situXAFS測定の為の手法を確立した。これによりこれまでに固体状態のみでしか測定が出来なかった当該の系について長光路セルを適用することにより溶媒内条件下にて良好なSN比をもってXAFS測定を可能とした。(2)平均粒系3.6nmのDMF溶媒中のCdS微結晶についてEXAFS測定を行い、微結晶表面の溶媒和状態を検討した。その結果、Cd原子に対する酵素原子の配位の寄与が見いだされその配位数と配位距離の検討から表面のCdサイトが非常に強く溶媒和されており単サイト当たり複数のDMF分子の酵素原子により溶媒和されていることが明らかとなった。(3)これまでに光触媒活性、光学特性の変化が確認されている有機分子、無機イオンなどによる表面修飾が施された系についてXAFS測定を行い微結晶表面の溶媒和状態と光機能との相関を明らかにした。特に表面修飾に伴う溶媒和分子と表面との距離の増大が明瞭に観測され、溶媒和状態の変化が確認された。また、硫黄原子の配位数も増大し、以上の表面修飾が微結晶表面の欠陥を減少させることが明らかとなった。(4)XANES測定から溶液内微結晶のCd原子の電子密度が上記の示したように強く溶媒分子で分極されているにも関わらず、バルクの状態に非常に近いことが示された。