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非接触原子間力顕微鏡を用いた金属酸化物単結晶薄膜の原子スケール評価

使用非接触原子力显微镜对金属氧化物单晶薄膜进行原子尺度评估

基本信息

批准号：
03F03546
负责人：
大西洋
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)二酸化チタン表面に吸着した水素原子の位置選択操作原子スケールの位置分解能をもつ走査トンネル顕微鏡の探針に通常より高い電圧をかけると表面原子を操作できる。これを利用してワイドバンドギャップをもつ光機能材料として注目される二酸化チタン表面に吸着した水素原子を原子操作した。(2)二酸化チタン表面に液相から吸着させた色素分子の顕微鏡観察化学吸着した色素から二酸化チタンへの光励起電子移動は色素増感太陽電池としての実用化をめざして研究が進んでいる。走査トンネル顕微鏡は個々の吸着色素分子を画像化する分解能をもつが、原子レベルで平坦な表面構造を保持して蒸気圧の低い色素を吸着させることが難しかった。トリメチル酢酸イオン単分子層が大気中で安定な保護膜となることを見いだして、アセトン溶液からフルオレセイン系色素を交換吸着させて顕微鏡観察した。個々の色素分子を明瞭に識別することができた。この手法はCOOH基をもつ有機物一般に拡張できるため、色素増感太陽電池に利用されるルテニウム錯体をはじめとして種々の色素化合物を用いた研究への道がひらけた。(3)二酸化チタン表面へのアンモニア吸着二酸化チタンに窒素をドープすることにより可視光による光励起が可能になる。窒素ドーパントの位置と光機能を顕微鏡計測することを目的として、原子スケールで平坦な二酸化チタン表面をアンモニア気流中で加熱して窒素原子をドープする試みを始めた。第一歩として、室温で化学吸着したアンモニア分子の顕微鏡画像を捉えた。(4)非接触原子間力顕微鏡によるMgO表面とBaO薄膜の観察MgO(100)単結晶面とそこに蒸着したBaO薄膜を非接触AFMで観察して、原子分解能画像を得ることに成功した。絶縁体表面の高分解能画像を得ることはいまだ難しく、世界的にみても成功例は少ない。

(1)The position of the adsorbed water atom on the surface of the diacid is selected from the position of the operating atom. The position of the operating atom is determined by the position of the operating atom. The probe of the micro-mirror usually has a high voltage. This is the first time that a chemical has been used in a chemical process. (2)The study of pigment molecules adsorbed on the surface of diacids by microscopes, chemisorption of pigments, photoexcitation of electron movement of diacids, and photosensitization of pigments in solar cells has been carried out. A micro-mirror is used to detect the decomposition energy of adsorbed pigment molecules, and the atomic structure is flat, so that the vapor pressure is maintained and the adsorption of pigment is low. The pigment exchange adsorption in the solution was observed under microscope. A pigment molecule is clearly identified. The method of using COOH groups in organic compounds is studied in general and pigment sensitive solar cells are used in research. (3)The surface of the diacid film is not visible, and the absorption of the diacid film is not possible. The position and optical function of the element are measured by a microscope, and the object and atom are measured by a microscope. The surface of the element is flat, and the element is heated in the air. The first step is to capture molecules by chemical adsorption at room temperature. (4)Non-contact atomic force microscopy (AFM) is successful in detecting MgO(100) crystal plane and BaO thin film on MgO surface. The high resolution of the surface of the body is difficult to obtain, and the success of the world is rare.