層状金属カーボンアロイ表面上の炭素組織構造の物性と反応性に関する研究

层状金属碳合金表面碳结构物性及反应活性研究

• 批准号: 11124210
• 负责人: 岩澤 康裕
• 金额: $ 1.22万
• 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 (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-11124210/
• 关键词: 層状金属カーボンアロイ; 炭素組織構造; 走査トンネル顕微鏡; 新規エッチング反応; モリブデン炭化物

本研究の目的は、金属ともセラミックスとも異なる物性と優れた触媒反応特性を示す層状金属カーボンアロイの一つであるモリブデン炭化物(Mo_2C)単結晶(0001)表面上で、表面炭素量とアニーリング温度を制御することにより新規炭素組織構造を生成させる条件を明らかにし、その生成過程と微細構造を超高真空走査トンネル顕微鏡(UHV-STM)を主に用いて決定することである。STMによる組織構造の電子状態の測定および吸着種の反応過程のその場観察技術を用いて、新しい物性と反応性の発現を念頭に置いた研究を展開してきた。1.新規炭素組織構造の生成過程と微細構造の検討Mo_2C(0001)表面のUHV-STM観察により、表面近傍の炭素量に依存してMo上の孤立炭素原子からなる(√<3>×√<3>)R30° -honeycomb構造、一次元的zigzag chainからなるc(2×4)構造、炭素含有クラスターなどの組織化された炭素表面構造が生成することを明らかにし、非常に特殊なトンネル条件を用いることで、これらの構造中の炭素原子一つ一つを浮き出させて高分解能観察することに初めて成功した。2.組織構造に選択的な新規エッチング反応の発見ごく最近、炭素組織構造で覆われたMo_2C(0001)表面を酸素ガスに露出すると、表面に強く結合している表面炭素原子が室温でもetchingされること、そのetchingのされ方に構造選択性があることを見いだした。表面炭素原子が酸素と反応して脱離し、高分解能STM観察することで下地の(1×1)Mo層の領域が観察された。しかもこの新規エッチング反応はzigzag chain構造で選択的に起こり、honeycomb構造は元のまま保たれることが明らかになった。これらの成果は層状金属カーボンアロイ表面上にできる炭素組織構造の特異な物性と反応性の理解に大きく寄与するものと考えられる。

Purpose this study の は, metal と も セ ラ ミ ッ ク ス と も different な る property と optimal れ た catalyst against 応 features を shown す layer metal カ ー ボ ン ア ロ イ の a つ で あ る モ リ ブ デ ン (Mo_2C) of carbon で 単 crystallization (0001) surface, surface carbon amount と ア ニ ー リ ン グ temperature を suppression す る こ と に よ り new rules generate さ を carbon organization structure せ る conditions を Ming ら か に し, そ の generation process と fine-structure を ultra high vacuum walkthrough ト ン ネ ル 顕 micro mirror (UHV STM) を main に with い て decided す る こ と で あ る. STM に よ る の electronic state organization structure determination of の お よ び sorption process の anti 応 の そ 観 examine technology を の field with い て, new し い property と anti 応 sex の 発 を thought に now buy い た study を started し て き た. 1. New regulations on the formation process of carbon microstructure <e:1> : と fine structure <e:1> 検 to explore the <s:1> UHV-STM on the surface of Mo_2C(0001) 観 to observe によ, the amount of <s:1> carbon near the surface に depends on the <s:1> isolated carbon atoms on the <s:1> てMo と らなる(√<3>×√<3>)R30° -honeycomb structure, and the zigzag of the primary element Chain か ら な る c (2 x 4) structure, carbon containing ク ラ ス タ ー な ど の organized さ れ た が carbon surface structure generated す る こ と を Ming ら か に し, very special な に ト ン ネ を ル conditions with い る こ と で, こ れ ら の の carbon atoms in the structure a つ つ を floating き out さ せ て high decomposition can 観 examine す る こ と に early め て successful し た. 2. Organizational structure に sentaku な new gauge エ ッ チ ン グ anti 応 の 発 see ご く recently, carbon organization structure で わ れ た Mo_2C を acid (0001) surface element ガ ス に reveal す る と, strong surface に く combining し て い る surface carbon atoms が room-temperature で も etching さ れ る こ と, そ の etching の さ れ sentaku sex party に structure が あ Youdaoplaceholder0 た とを see る だ た た. Surface carbon atoms が acid element と 応 し て from STM 観 し, high decomposition can examine す る こ と で fields の (1 x 1) Mo layer の field が 観 examine さ れ た. し か も こ の new rules エ ッ チ ン グ anti 応 は zigzag chain structure で sentaku に up こ り, honeycomb structure は yuan の ま ま bartender た れ る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ ら の results は layer metal カ ー ボ ン ア ロ イ surface に で き る carbon organization structure の specific な property と anti の understand に 応 sex き く send す る も の と exam え ら れ る.

项目成果

T.P. St. Clair: "Surface characterization of α-Mo2C(0001)"Surface Science. 426. 187-198 (1999)

T.P. St. Clair：“α-Mo2C(0001) 的表面表征”表面科学 426. 187-198 (1999)

Rong-Li Lo: "High resolution images of Mo2C(0001)-(【square root】3×【square root】3)R30゜ structure by scanning tunneling microscopy"Surface Science Letters. 440. L857-L862 (1999)

Rong-Li Lo：“通过扫描隧道显微镜获得Mo2C(0001)-(【平方根】3×【平方根】3)R30゜结构的高分辨率图像”表面科学快报440。L857-L862（1999）。

Rong-Li Lo: "C-Terminated Reconstruction and C-Chain Structure on Mo_2C(0001) Surface Studied by Low Energy Electron Diffraction and Scanning Tunneling Microscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 38. 3813-3815 (1999)

罗荣丽：“通过低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究Mo_2C(0001)表面的C端重构和C链结构”日本应用物理学杂志。