電気化学高速走査プローブ顕微鏡による固液界面反応の原子レベルダイナミクスの解明

使用电化学高速扫描探针显微镜阐明固液界面反应的原子级动力学

• 批准号: 21750002
• 负责人: 湊 丈俊
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21750002/
• 关键词: 表面科学; 界面科学; 走査プローブ顕微鏡; 電気化学; 結晶成長; エッチング; 電気二重層; 高速電子回路

電極表面など固液界面における化学反応を原子レベルで解明する手法として、電気化学走査プローブ顕微鏡が用いられているが、一般に使われる現状の装置では走査速度が遅く、界面における高速なダイナミクスを観測することは出来ない。本研究では、1秒間に10枚以上の画像を取得できる電気化学高速走査プローブ顕微鏡を作製し、これまで不明であった固液界面のダイナミクスを解明することにある。これまで、金沢大学の安藤敏夫教授らが開発したカウンターバランス法やアクティブダンピング法を用い、さらに試料の電極電位を制御可能なシステムを構築することで、1秒間に10枚以上の高速観察が電気化学高速走査プローブ顕微鏡を作成した。本年度は、この装置を用いて、固液界面におけるダイナミクスの解明を進めた。具体的には、金電極上のハロゲンイオンの拡散、反応挙動、半導体電極上における溶解反応など、工業的に重要ながらもその基礎的な解明が行われていない系について、原子レベルでの機構解明を行った。これらの反応については、これまで既存の電気化学走査プローブ顕微鏡を用いた研究を行っており、原子レベルでの観測に成功している。さらに発展的にダイナミクスを観測することで、電極表面における反応機構を解明したい。

The electrode surface, solid-liquid interface, chemical reaction, atomic reaction, solution method, electro-chemical reaction, micro-mirror application, general application, current device, reaction speed, interface, high speed reaction, solution method. In this study, more than 10 images were obtained in one second, and the electrochemical high-speed scanning microscope was fabricated. Professor Toshio Ando of Kanazawa University has developed a new method for detecting the electrode potential of a sample and constructed a new method for controlling the electrode potential of the sample. More than 10 high-speed detection and electrochemical high-speed detection micromirrors have been produced in one second. This year, the application of the device, solid-liquid interface analysis and development. Specific, gold electrode on the dispersion, reaction, semiconductor electrode on the dissolution of the reaction, industrial and important to the basic solution of the problem, the atomic solution of the mechanism of the problem. This is the first time that the existing electrochemical probe has been successfully investigated using micromirrors. The electrode surface of the electrode is reflected in the reflection mechanism.

项目成果

STM/STS study of LixCoO2 single crystals

LixCoO2单晶的STM/STS研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Katsuya Iwaya;Taketoshi Minato K.Miyoshi;Yousoo Kim;Taro Hitosugi
• 通讯作者: Taro Hitosugi

Development of electro-chemical measurements by high-speed atomic force microscopy in liquid

液体中高速原子力显微镜电化学测量的发展

• 发表时间: 2010
• 作者: Shin-ichiro Kobayashi;Takeshi Ezura;Taketoshi Minato;Takashi Morii;Kingo Itaya
• 通讯作者: Kingo Itaya

Atomic scale investigations at surface/interface by STM/AFM

通过 STM/AFM 在表面/界面进行原子尺度研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 小林慎一郎;繪面健;湊丈俊;森居隆史;板谷謹悟;矢吹雄平;湊丈俊(Invited);湊丈俊(Invited)
• 通讯作者: 湊丈俊(Invited)

Spatial Distribution of Defect States induced by an Oxygen Atom Vacancy and Hydroxyl Impurity Defects on TiO_2(110)Surface

TiO_2(110)表面氧原子空位和羟基杂质缺陷引起的缺陷态空间分布

• 发表时间: 2009
• 作者: Taketoshi Minato;Yasuyuki Sainoo;Yousoo Kim;Hiroyuki S.Kato;Ken-ichi Aika;Maki Kawai;Hrvoje Petek;Tian Huang;Wei He;Bing Wang;Zhuo Wang;Yan Zhao;Jinlong Yang;J.G.Hou
• 通讯作者: J.G.Hou

絶縁体が見えるだけじゃない!

您不仅可以看到隔热效果！

• 发表时间: 2010
• 期刊: 化学 65
• 作者: 赤津観;湊丈俊
• 通讯作者: 湊丈俊