発光性MIMトンネル接合/溶液界面を用いる電極反応追跡と新規光電極反応の開拓

本研究では、発光性MIMトンネル接合からなる構造規制電極を電極反応場として新規に構築し、電極反応のその場観察と表面反応の光制御とを同時に実現することを目的として以下の検討を行った。1、 MIM接合電極の作成とその発光特性および電極反応特性の検討発光性MIM接合電極は、真空蒸着法と熱酸化法とを組み合わせてAl/Al2O3(ca50Å)/Au(ca500Å)の積層構造を基本構造として溶融石英基板上に作成した。アセトニトリル中でMIM構造に印加するバイアス(Auvs.Al)を徐々に変化させると、+2.0Vくらいから発光強度は指数関数的に増大し、発光スペクトルは印加バイアスに相当する波長で立ち上がった。MIMバイアスを固定したまま金層の電位を変化させると、+1.8Vvs.Ag/AgCl以上で金酸化膜の生成・崩壊に伴って金表面荒さが増大するために非可逆的な発光強度の増大が観測され、発光が金最表面のローカルプラズモンによることを示唆された。また、このMIM接合電極を用いてアセトニトリル中でペリレン、ローダミンB、ポルフィリン(Mg-TPP)などの色素のリドックス反応を検討した。反応に伴う発光を調べたところ、MIM発光の他に色素の蛍光が混在して観測された。2、 湿式電気化学系で用いるための表面光学定数マイクロマッピング法の改良気相系の固体表面光学定数分布をモニターするために開発を進めてきた光ヘテロダイン法に基づくマッピングシステムを湿式系のMIM接合電極表面へ導入するために、光学系の改良を行った。3、 鉄非線形電気化学振動子における反応伝搬の時空間発展電流振動している鉄電極表面の反応が作り出すパターンの時間-空間発展について検討した。これをもとに、表面光学定数マイクロマッピング法をこの非線形電気化学反応に適応するための予備的な検討を行った。

本研究では、発光性MIMトンネル接合からなる構造規制電極を電極反応場として新規に構築し、電極反応のその場観察と表面反応の光制御とを同時に実現することを目的として以下の検討を行った。1、 MIM接合電極の作成とその発光特性および電極反応特性の検討発光性MIM接合電極は、真空蒸着法と熱酸化法とを組み合わせてAl/Al2O3(ca50Å)/Au(ca500Å)の積層構造を基本構造として溶融石英基板上に作成した。アセトニトリル中でMIM構造に印加するバイアス(Auvs.Al)を徐々に変化させると、+2.0Vくらいから発光強度は指数関数的に増大し、発光スペクトルは印加バイアスに相当する波長で立ち上がった。MIMバイアスを固定したまま金層の電位を変化させると、+1.8Vvs.Ag/AgCl以上で金酸化膜の生成・崩壊に伴って金表面荒さが増大するために非可逆的な発光強度の増大が観測され、発光が金最表面のローカルプラズモンによることを示唆された。また、このMIM接合電極を用いてアセトニトリル中でペリレン、ローダミンB、ポルフィリン(Mg-TPP)などの色素のリドックス反応を検討した。反応に伴う発光を調べたところ、MIM発光の他に色素の蛍光が混在して観測された。2、 湿式電気化学系で用いるための表面光学定数マイクロマッピング法の改良気相系の固体表面光学定数分布をモニターするために開発を進めてきた光ヘテロダイン法に基づくマッピングシステムを湿式系のMIM接合電極表面へ導入するために、光学系の改良を行った。3、 鉄非線形電気化学振動子における反応伝搬の時空間発展電流振動している鉄電極表面の反応が作り出すパターンの時間-空間発展について検討した。これをもとに、表面光学定数マイクロマッピング法をこの非線形電気化学反応に適応するための予備的な検討を行った。