検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Site selective adsorption of atomic deuterium on BN thin film

BN薄膜上の重水素吸着サイト選択性

Koswattage, K.; 下山 巖   ; 関口 哲弘  ; 馬場 祐治  ; 中川 和道*

Koswattage, K.; Shimoyama, Iwao; Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji; Nakagawa, Kazumichi*

窒化ホウ素(BN)は炭素同様ナノチューブ構造をとることと、炭素材料よりも大きな水素との相互作用により水素吸蔵材料として注目されている。近年、原子状水素の化学吸着を用いた室温での水素吸蔵がカーボンナノチューブに対して提案されており、この手法はBNナノチューブについても有効な興味深いものであるが、試料合成の難しさからBNナノ材料と水素との相互作用に関する実験的な研究は十分に行われていない。そこで本研究では直径無限大のナノチューブのモデル系としてBN薄膜を用い、原子状重水素との相互作用をX線吸収分光法(NEXAFS)により調べた。実験はKEKの放射光施設で行った。800$$^{circ}$$Cに加熱したNi(111)清浄表面にボラジンガスを曝露してBN薄膜を形成し、Wフィラメントで解離させた原子状重水素との反応前後におけるNEXAFSスペクトルを測定した。その結果、B吸収端では重水素との反応後面直成分の軌道ベクトルを持つ準位に大きな変化が生じたのに対し、N吸収端ではほとんど変化を示さなかった。われわれはこの結果を密度汎関数計算により解析し、BN材料のBサイトへの原子状水素の選択的吸着を明らかにした。

Boron nitride (BN) attracts attention for hydrogen storage because of nanotube structure and large interaction with hydrogen. Chemical adsorption of atomic hydrogen is interesting for hydrogen storage at room temperature. However, experimental research on the interaction of atomic hydrogen is little due to the difficulty in synthesizing BN nanomaterials. In this work, we studied adsorption of atomic deuterium on a BN thin film as model system of BN nanotubes with diameter of infinity using NEXAFS spectroscopy. BN thin film was formed on Ni(111) surface by exposure of borazine gas at 800 $$^{circ}$$C. We measured NEXAFS for the BN film before and after reaction with atomic deuterium produced by a tungsten hot filament. While NEXAFS spectra showed clear change at B K-edge, little change was observed at N K-edge. We analyzed these results by density functional theory calculations and clarified that atomic deuterium preferentially adsorbs on B site in BN materials.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.