結合状態操作とドーピングによる局在電子状態を制御した高活性炭素触媒の創製

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本研究では、最近発見されたクエンチングカーボン（Qカーボン）のsp3結合ネットワーク内の孤立したsp2結合による局在電子状態が触媒活性に機能しうる可能性に注目し、量子ビーム照射による局所的なQカーボンの結合状態操作を用いた局在電子を有する炭素数の大幅な増加とキャリヤドーピングを用いた触媒活性に最適なエネルギー準位への制御によって新たな非Pt触媒の創製を目的にしている。本年度は、BドープQカーボン作製に向けて、BドープQカーボン作製プロセスを探索するために、レーザーを用いたPLD法で作製された前駆体であるDLC薄膜のsp2/sp3結合比を制御する作製条件を見出すために、XPS測定によってDLC薄膜のC 1sスペクトルを観測し、sp2/sp3結合比がDLC薄膜を堆積する際のレーザー出力や膜厚との相関を導出した。レーザー出力や膜厚を調整することでsp2/sp3結合比を制御する方法を見出せた。さらに、C 1sスペクトルの深さ依存性も観測し、前駆体薄膜の均一性やsp2/sp3結合比が表面や基板界面付近でどのように変化しているのかも明らかにした。