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非接触原子間力顕微鏡によるアナターゼ型 TiO2(001)表面の水吸着サイトの観察

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日程
2020年3月11日(水)
時間
14:00-15:30
場所
大岡山キャンパス別窓 本館2階 284A 物理学系輪講室
講師
勝部 大樹 氏(長岡技術科学大学)
お問い合わせ先
連絡教員:物理学系 一ノ倉 聖(内線2705)

量子物理学・ナノサイエンス第294回セミナー

概要

TiO2は光触媒活性を持つ物質として知られており、基礎から応用まで様々な研究が行われている。TiO2はルチル型とアナターゼ型などの複数の構造をとることが知られているが、主に応用に用いられているのはアナターゼ型TiO2である。これはアナターゼ型TiO2が他の結晶構造のTiO2に比べて高い光触媒活性を持っているためである。しかし、評価に必要な十分な大きさの試料作製が困難であったため、原子レベルでの表面の吸着サイト等の理解が進んでいなかった。そこで、我々はこれまでに、アナターゼ型TiO2(001)薄膜を安定して作製することができるパルスレーザー堆積装置と非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)を複合した装置を開発してきた[1]。本複合装置を用いたアナターゼ型TiO2(001)-(1×4)再構成表面の高分解能NC-AFM観察の結果、探針の状態に応じて様々なコントラストが得られることがわかり、主に3種類のイメージモードに分類できることを明らかにした[2].これらの研究により、NC-AFM観察において、アナターゼ型TiO2(001)-(1×4)再構成表面における分子の吸着サイト等を議論するための土台が整ったため、アナターゼ型TiO2(001)-(1×4)再構成表面における水の吸着サイトを調べた.その結果、アナターゼ型TiO2(001)-(1×4)表面上で解離吸着し、TiO3列上にOH基として局在することを可視化することに成功した.

  • [1] D. Katsube, et al., Beilstein J. Nanotechnol. 9, 686-692 (2018).
  • [2] D. Katsube and Masayuki Abe, Nanotechnology 30, 215704 (2019).
  • 量子物理学・ナノサイエンス先端研究センター 主催
  • 東京工業大学理学院・物理学系 共催

更新日:2020.02.12

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