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金属酸化物表面構造をテンプレートした一次元金属細線の構築に関する研究

以金属氧化物表面结构为模板构建一维细金属线的研究

基本信息

批准号：
14740374
负责人：
小澤健一
金额：
$ 2.62万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ZnO(10-10)表面のZn-Oダイマー列構造を利用して、蒸着金属を一次元配列させることで一次元金属鎖をつくること目的とし、様々な金属のZnO(10-10)表面上での構造と電子状態を光電子分光法と低速電子回折により明らかにした。1.ZnO(10-10)表面電子状態の決定これまで、実験的には明らかにされていなかったZnO(10-10)表面の電子状態を、シンクロトロン放射光を用いた角度分解光電子分光法により決定した。これにより、表面酸素のダングリングボンド準位が表面共鳴準位であること、表面に局在した2次元バンドを形成していることを明らかにした。2.アルカリ金属吸着ZnO(10-10)表面に、室温でアルカリ金属(Na,K,Cs)を蒸着させると、アルカリ金属は特定の長距離秩序構造を持たずに吸着する。しかし、アルカリ金属吸着表面を加熱すると、Na吸着面では約1200Kで(3×1)吸着構造が観測された。これは、Na原子がZnO(10-10)表面のZn-Oダイマー列に沿って一列に配列した、異方性の高い構造である。K吸着面でも加熱により(3×1)構造が観測されたが、Cs吸着面では特定の吸着構造はとらないことが分かった。このような違いは、アルカリ金属原子のサイズの違いが影響しているものと考えられる。(3×1)構造では、NaやKが原子間隔3.2Åの一次元鎖(鎖間隔は15.6Å)を形成している。しかし、アルカリ金属の小さい電気陰性度に起因して、アルカリ金属原子は陽イオンとして表面に吸着するため、形成された一次元鎖は金属的な性質を持たないことが分かった。3.貴金属吸着金や銀といった貴金属は、ZnO(10-10)表面上では3次元クラスターを形成する事がわかった。これは、これらの金属とZnO表面との結合エネルギーよりも吸着原子間の結合エネルギーが大きいことに起因する(凝集エネルギーは、金は3.81eV、銀は2.95eV)。金や銀の吸着面ではフェルミ準位近傍にsp軌道からなる半占有の状態密度を形成することを,光電子分光法により見出し、このことから、これらのクラスターは金属的性質を有することが分かった。吸着面の加熱処理でも、金や銀原子の一次元配列構造は見出すことが出来なかった。

ZnO(10-10) surface Zn-O array structure is used to evaporate metals, and the structure electron state on ZnO(10-10) surface is determined by photoelectron spectroscopy and low-speed electron reflection. 1. The electronic state of ZnO(10 - 10) surface was determined by angular resolution photoelectron spectroscopy. The surface resonance level is the same as the surface resonance level. 2. The adsorption of various metals on ZnO(10-10) surface at room temperature and evaporation of various metals (Na,K,Cs), and adsorption of various metals on certain long-distance ordered structures. The temperature of the metal adsorption surface is about 1200K. The (3×1) adsorption structure is measured. The Na atoms in ZnO(10-10) surface are arranged along a row of Zn-O atoms, and the structure of anisotropy is high. K adsorption surface is heated by (3×1) structure, Cs adsorption surface is specific by adsorption structure. The metal atoms in the film are not affected by the film. (3×1) structure, Na K atomic spacing 3.2 and one-dimensional lock (lock spacing 15.6) are formed. The metal atom is adsorbed on the surface of the metal, and the properties of the metal atom are maintained. 3. Precious metals adsorb gold and silver and form three-dimensional crystals on the surface of ZnO(10-10). The reason for this is that the metal and ZnO surface are bound to each other (aggregation, gold 3.81eV, silver 2.95eV). The adsorption surface of gold and silver is located near the quasi-position of the sp orbital, and the state density of the semi-occupied state is formed. Photoelectron spectroscopy shows that the properties of the metal are different. Heat treatment of adsorption surface, gold and silver atoms of the primary element of the structure will be seen out of the box.