電極界面のフェムトケミストリー:超高速非線形分光法による探索と解析

电极界面的飞秒化学：使用超快非线性光谱进行探索和分析

• 批准号: 11118255
• 负责人: 原田 明
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118255/
• 关键词: 電極界面; フェムトケミストリー; 超高速分光; 光熱変換現象; 無輻射過程; 金結晶電極; 電気化学; ナノ空間エネルギー移動

本研究では、電極界面吸着分子について数〜数100fsで起こる超高速化学現象(フェムトケミストリー)を探索・解析することを目的とした。固液界面の超高速化学現象を発熱を介して観測するという着想から、超短パルスレーザーを用いて金属単結晶電極/液体界面の過渡反射率測定を採用している。昨年までに、申請者らは多結晶白金電極・多結晶金電極で超高速応答が電極電位や支持電解質に依存することを見出している。そこで、実験的にこの現象の追求・解明すること、および、吸着分子の関与する超高速相互作用の探索を試みた。金単結晶系を試料として検討し、以下の研究成果を得ている。これら結果は、まとめて報告準備中である。1.電気化学系の単結晶金(111)面での超高速応答を測定し検討した。単結晶は自作した。釣り下げ法によって電流電位曲線を得て直ぐに超高速応答の電位依存測定に入れる装置とした。2.金単結晶/電解質系の定電位過渡反射率応答測定を行い、多結晶の場合と同様に、〜数100fsの超高速応答の電極電位依存の観測に成功した。電位依存はわずかではあるので、サイクリック電位走査測定を併用して確認を取る手法を開発した。3.電解質溶液中の支持塩の濃度や種類の違いが超高速応答の電位依存に及ぼす影響を検討した。過塩素酸の0.1M溶液で電位依存が大きく、高濃度ほど電位依存が少ないこと、硫酸溶液では電位依存が観られなくなることが解った。これらから、金表面に近接する水分子の振動が超高速緩和のダイナミクスに影響していると推論した。4.単結晶金(111)面をアルカンチオールで修飾した系で同様な検討を行った。未修飾系より緩和が遅いことを見出した。また、この系においても超高速応答が電位依存を示すことを見出した。この結果から、吸着分子の関与する超高速相互作用があることを示された。

The purpose of this study is to explore and analyze the ultra-high-speed chemical phenomenon caused by the adsorption of molecules at the electrode interface for several 100fs. Ultra-high-speed chemical phenomena at solid-liquid interfaces: measurement of transient reflectivity at metal single crystal electrode/liquid interfaces In the past year, the applicant has shown that the electrode potential and supporting electrolyte are dependent on the ultra-high speed response of polycrystalline platinum electrode and polycrystalline gold electrode. Exploration of the relationship between adsorption molecules and ultra-high speed interactions The following research results were obtained from the study of gold crystal system. The report is being prepared. 1. Ultra-high speed response measurement of single crystal gold (111) plane in electrical chemistry system The crystal is self-made. The current potential curve is obtained directly by the method of low voltage detection, and the potential dependence of ultra-high speed response is determined by the device. 2. Determination of constant potential transient reflectance of gold single crystal/electrolyte system and electrode potential dependence of ultra-high speed response of ~ 100fs in the same case Potential-dependent detection and identification techniques are developed. 3. The potential dependence and influence of the concentration and type of support in electrolyte solution on ultra-high speed response are discussed. The potential dependence of 0.1M peracetic acid solution is large, the potential dependence of high concentration is small, and the potential dependence of sulfuric acid solution is small. The vibration of water molecules near the surface of gold is affected by the ultra-high speed relaxation. 4. The crystal gold (111) surface is decorated with the same color. Unmodified system, ease, ease. The system is very fast and the potential dependence is very high. The results show that the interaction between adsorbed molecules and ultra-high speed