Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
本田 充紀; 下山 巖; 馬場 祐治; 鈴木 伸一; 岡本 芳浩; 矢板 毅
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 14, p.35 - 38, 2016/02
We developed a fluorescence XAFS system toward operando conditions using soft X-ray radiation at KEK-PF BL-27A. X-ray adsorption fine structure (XAFS) analysis in the soft X-ray region is useful for elucidating molecular structures in both atmosphere and solutions. Particularly, light elements play an important role in many cases in this energy region. The attenuation of soft X-rays in a solution is large compared to that of hard X-rays. Thus, appropriate spectral statistics cannot be obtained in the soft X-ray region. Recently, using fluorescence XAFS measurement at the S K-edge (2.4 keV), we found that biological molecules containing sulfur atoms adopt specific molecular structures under different pH conditions in a solution. However, the diameter of the beam of this beam line at BL-27A was large, leading to difficulties in uniformly irradiating only the sample surface. Therefore, it was necessary to uniformly irradiate samples using a small-area X-ray beam. To collimate the beam and improve its intensity, we installed an X-ray focusing device. Herein, we introduce a light-collecting device that uses a polycapillary X-ray lens to focus soft X-rays. After installing this lens, we confirmed that focused X-rays and a higher-intensity beam were achieved. We conclude that focusing X-rays using a polycapillary lens in the soft X-ray region is an effective method for obtaining better spectral statistics in fluorescence XAFS measurements.
松村 大樹; 西畑 保雄; 岡島 由佳*
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 14, p.48 - 52, 2016/00
We have demonstrated in situ and real-time-resolved X-ray absorption fine structure (XAFS) observation for oscillatory creation and removal reactions of surface oxide layer of Pd and Cu metal nanoparticles during cyclic flow of oxidative and reductive gases every 10 s. Pd and Cu 
-edges XAFS spectra were collected at about 1-2 Hz. Precise observation of edge position was utilized for monitoring surface oxidation and reduction reactions. Reaction rate of surface oxide layer creation by NO for Pd metal nanoparticle is faster in the case of H
/NO cyclic ow than in CO/NO. Fast and two-step surface oxidation and reduction reactions were revealed in Cu metal nanoparticles.
馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵; 和泉 寿範
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 13, p.417 - 421, 2015/09
被引用回数：1微量のアルカリ金属元素と酸化物表面の相互作用に関する研究は、不均一触媒, 化学反応促進剤, 高強度電子源の開発などにとって重要なテーマとなっている。また、セシウムと酸化物表面の相互作用を解明することは、粘土鉱物, 土壌などに吸着した放射性セシウムの除去法の開発にとっても重要となっている。そこで本研究では、放射性セシウムの原子数に相当する極微量の非放射性セシウムと二酸化ケイ素, 酸化アルミニウムなど酸化物表面の化学結合状態を、放射光を用いた全反射X線光電子分光法により調べた。その結果、吸着層の厚みが0.01層以上では、吸着量によらずセシウムと酸化物は、ファン・デア・ワールス結合に基づく弱い相互作用で結合していることが分かった。一方、放射性セシウムの原子数に相当する0.002層程度の極微量セシウムになると、セシウムと基板の分極が小さくなり共有結合性が増すことから、この結合状態の変化が放射性セシウムが脱離しにくい原因のひとつであると考えられる。
Ce
O
for electrolyte by Rietveld/ maximum entropy method田口 富嗣; 井川 直樹; 美留町 厚; 朝岡 秀人; 三輪 周平; 逢坂 正彦
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 13, p.339 - 342, 2015/06
希土類元素を添加したセリアはイオン伝導および電子伝導を有するが、電子伝導に対してイオン伝導の割合が高いセリアは燃料電池用固体電極材として利用される。本研究では、NdO
を添加したセリアについて、電子伝導を低く抑えるために重要な結晶中の電子伝導経路を特定するため、X線回折実験を実施し、Rietveld解析および最大エントロピー法解析を行った。本材料の結晶構造は基本的に無添加材と同じ構造を有し、CeとNdはランダムに4
サイトを占有し、酸素は8
サイトを占有する。また、4-8と8-8サイト間に電子の伝導経路が観察された。発表ではこれら結晶構造と電子伝導経路のNd添加量依存性についても議論する予定である。
O
analyzed by combination of Rietveld/ maximum entropy method井川 直樹; 樹神 克明; 美留町 厚; 田口 富嗣
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 13, p.247 - 252, 2015/05
リチウムイオン電池用の正極材の一つであるLiMnOについて、中性子回折およびX線回折法によるRietveld/最大エントロピー法解析を実施し、結晶構造とLiイオンの拡散経路を探査した。LiMnOの結晶構造は240
573Kの温度域では
-3
であり、240K以下で
へと相変化した。最大エントロピー法によって、LiMnOの原子核密度と電子密度分布を解析した結果、300KにおけるLiイオンは8
-16
サイト間を介して伝導していることが明らかになった。
寺岡 有殿; 岩井 優太郎*; 岡田 隆太; 吉越 章隆
no journal, ,
福島県における
Csの除染と放射性廃棄物の減容化方法の開発に資するため、放射光X線光電子分光を活用して粘土鉱物に吸着したCsの化学結合状態の研究を行った。本発表ではバーミキュライトに吸着したCsを光電子分光分析する際の中和電子銃による表面電荷の変調効果について述べる。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学実験ステーションで行われた。試料は福島県産バーミキュライトに市販の非放射性CsCl水溶液を用いてCsを2.1重量%吸着させたもの、および、市販のCs化合物(CsClOなど)を用いた。放射光エネルギーはAl-K
線と同じ1486.6eVとした。CsClOのオージェパラメータがバーミキュライト中Csのそれに近いことから、バーミキュライト中のCsも主としてO原子と相互作用している。Cs3d光電子スペクトルに現れた4つの成分のうち、表面電荷の変調によって帯電緩和した成分は最もイオン結合性の強い成分のみであった。それは風化してできた広いケイ酸塩層の間で水和しているCsに由来すると推測した。一方、帯電緩和しない成分はCsがK等と置換して狭いケイ酸塩層の間に入り込み、O原子やSi原子と共有結合性を持つと結論した。
1 surface吉越 章隆; 岡田 隆太; 寺岡 有殿; 岩井 優太郎*; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*
no journal, ,
Geは次世代電子デバイスの代替チャネル材料として注目されている。本会議では、Ge(100)-21表面に酸素ガスで形成された酸化物を報告する。酸化の初期から飽和に至るまでの酸化の進行に伴う酸化物変化を放射光光電子分光でその場観察した。超音速分子線を使って入射酸素エネルギーによる酸化物の違いを調べた。Ge(100)上の飽和酸化膜厚が1MLより少ないことが分かった。放射光XPSによって飽和酸化物が2価までであることがわかった。そして入射エネルギーの増加によって吸着量とともに増えることがわかった。表面酸化に対するGeとSiの重要な違いを見出した。
SrCoO吉井 賢資; 松村 大樹
no journal, ,
コバルト酸化物は、燃料電池や触媒材料への応用可能性の観点からよく調べられてきた。最近PrSrCoOが高い電気伝導率や高温での安定性を持つことから、燃料電池への応用可能性指摘された。特に、x=0.3のドープ量において、最も電気伝導率が高いことが見出された。この現象については、x=0.3以上の領域において酸素欠損が増え、コバルトイオンが還元されて電気伝導が減少するためではないかとの示唆がなされた。本研究では、コバルトおよびプラセオジムイオンに対し、放射光を用いたX線吸収分光実験によりイオン価数と局所構造を観測し、電気伝導率の極大についての情報を得ることを目的とした。測定の結果、コバルトイオンの価数については、酸素欠損量の異常は見出されなかったが、局所構造解析から、コバルトの原子振動状態がx=0.3を境に変化することが分かった。発表では、この事実が電気伝導率に与えうる影響、さらにプラセオジムについての結果についても報告する。
Tang, J.*; 小川 修一*; 吉越 章隆; 西本 究*; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
no journal, ,
Although the oxide decomposition was observed to proceed via void nucleation and subsequent enlargement with SiO desorption and the void growth, it is still not clear what is a trigger to nucleate voids at SiO/Si interface. Recently, we reported that the emission of Si atom caused by the oxidation-induced strain at SiO/Si interface is likely responsible for nucleating voids. In this study, the thermal decomposition kinetics of ultrathin SiO film on Si(001) and Si(111) surfaces have been investigated using real-time X-ray photoelectron spectroscopy with photon energy of 711 eV at JAEA beamline BLSU23, SPring-8 to confirm the void nucleation model.
田中 一馬*; 大野 真也*; 小玉 開*; 安部 壮祐*; 三浦 脩*; 成重 卓真*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 田中 正俊*
no journal, ,
Recently, the complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices with three-dimensional nanostructure such as Si nanowire transistor were proposed. In these devices, there exist an SiO/Si interface grown on high-index planes. Therefore, research of the structure and chemical bonding nature of such an interface is an urgent task. In our previous work, we showed that characterization of the deformed Si-O-Si at the SiO/Si interface on Si(113) may be possible by analyzing both Si 2p and O 1s states simultaneously in the thermal oxidation process. However, the initial oxidation process on Si(113) at room temperature (RT) is still poorly understood. In this work, we investigated the initial oxidation process on Si(113) surfaces by real-time photoelectron spectroscopy.
Au; Protective layer formation岡田 美智雄*; 寺岡 有殿
no journal, ,
It has been found that Cu products containing Au keep their bodies from oxidation. In the oxidation of the CuAu(100) surface, dissociative adsorption of O occurs accompanied by Cu segregation on the surface. No obvious growth of CuO was observed, even for prolonged doses of the 2.3 eV hyperthermal O molecular beam. Thus, it was proposed that surface alloying of Cu-based material with Au works as a perfect protective layer. On the other hand, on the more open (110) surface, additional oxidation-related processes contribute to CuO formation. Although, as on (100), Cu segregation on the (110) surface occurs, the oxidation efficiency is nearly the same for exposure of Cu(110) and CuAu(110) to thermal O. In our recent study for the (111) surface, strong Au segregation to the top layer was found, while on the oxidized surface Cu segregation and formation of the Au rich second (47 at% Au) and third layer (45 at% Au) were found.
Al(210) surface at room temperature using supersonic oxygen molecular beam; Real-time photoemission spectroscopic study with synchrotron radiationSyu, Y.*; 櫻井 惇也*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 出村 雅彦*; 平野 敏幸*
no journal, ,
Intermetallic compounds (IMCs) usually have ordered crystal structure which differs from that of their constitute metals. Some of them have been reported to show good catalytic properties for some reactions, such as PtTi, NiSn, and NiAl, demonstrating that IMCs have potential as catalysts and/or catalyst precursors for chemical reactions. In this work, we investigate the initial oxidation process on a NiAl(210) surface at 298 K using a supersonic oxygen molecular beam and a real-time photoemission spectroscopy with synchrotron radiation. The time evolutions of O 1s, Ni 2p, Al 2p, and Ni 3p spectra indicate that both Al and Ni are oxidized, and AlO and NiO are formed during the irradiation of oxygen molecules. The oxidation rate of Al is much higher than that of Ni at the beginning of oxidation, and then quickly saturates. In contrast, the oxidation of Ni progresses gradually for the whole measured period.
齋藤 寛之; 高木 成幸*; 青木 勝敏*; 折茂 慎一*
no journal, ,
We are trying to hydrogenate pure aluminum and aluminum-based alloys at high pressures less than 10 GPa and high temperatures less than 1000
C in which hydrogen becomes extremely reactive and effects of the surface are expected to be suppressed. The reaction processes are investigated using an in situ synchrotron radiation X-ray diffraction technique.
Zhang, H.; 山本 春也; Li, H.; 前川 雅樹; 深谷 有喜; 河裾 厚男; 関 剛斎*; 齊藤 英治*; 高梨 弘毅*
no journal, ,
Some important magnetic effects, such as giant magnetoresistance and tunneling magnetoresistance, occur near the interface between magnetic and nonmagnetic layers. Spin-injection electrodes, which will be used in spin devices, are normally thin films. Spin phenomena such as the spin Hall effect and the giant Rashba effect occur near surfaces. These are potential applications of spin-polarized positron beam. In this presentation, we introduce our research and development of highly spin-polarized positron beam using a 
Ge-Ga source in addition to conventional 
Na sources and their applications to the band structures of classical and new ferromagnets including Heusler alloys, the surface ferromagnetism, and current-induced spin polarization on some non-magnetic metal surfaces.
兵頭 俊夫*; 深谷 有喜; 望月 出海*; 和田 健*; 前川 雅樹; 設楽 哲夫*; 一宮 彪彦*; 河裾 厚男
no journal, ,
全反射高速陽電子回折(TRHEPD)は、反射高速電子線回折(RHEED)の陽電子版である。現在、高エネルギー加速器研究機構(KEK)の低速陽電子実験施設では、高強度陽電子ビームを用いたTRHEPDステーションが稼働中である。TRHEPD(以前は、反射高速陽電子回折(RHEPD)と呼ばれていた)は、1992年に提案され、1998年に実証された。TRHEPDのもっとも際立った特徴は2つある。一つ目は、ある臨界角以下の視射角で結晶表面に入射した陽電子は全反射を起こし、その回折パターンは最表面だけの情報を含むことである。2つ目は、臨界角を少し超えると、その回折パターンは表面直下の情報を含むことである。いずれの場合も、回折パターンがバルク原子からの寄与を含まないことは特筆すべきことである。本講演では、シリコン表面を例に、TRHEPD法が最表面とその直下の構造に敏感なことを紹介する。
望月 出海*; 深谷 有喜; 和田 健*; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 設楽 哲夫*; 兵頭 俊夫*
no journal, ,
全反射高速陽電子回折(TRHEPD)は、結晶表面の原子配置を決定するうえで理想的な手法である。最近我々は、高エネルギー加速器研究機構(KEK)低速陽電子実験施設において、電子線形加速器ベースの高強度陽電子ビームを用いた新たなTRHEPD装置を開発した。本研究では、TRHEPD法を用いて、ゲルマニウム表面上に形成した金ナノワイヤーの原子配置を決定した。これまでに様々な手法を用いていくつかの構造モデルが提唱されていた。TRHEPDを用いた構造解析の結果、これまでに提唱されたいずれの構造モデルも実験結果を説明できないことがわかった。本報告では、ゲルマニウム表面上に形成した金ナノワイヤーの新たな構造モデルを提唱する。
和田 健*; 前川 雅樹; 深谷 有喜; 河裾 厚男; 望月 出海*; 設楽 哲夫*; 兵頭 俊夫*
no journal, ,
高エネルギー加速器研究機構(KEK)低速陽電子実験施設では、電子線形加速器を用いて発生した高強度陽電子ビームを全反射高速陽電子回折(TRHEPD)の研究に適用している。専用電子線形加速器で発生したパルス電子ビームをタンタルコンバーターに打ち込み、制動放射による陽電子・電子対生成から高強度の陽電子を引き出す。その後、陽電子はタングステン中で熱エネルギー程度まで一旦減速され、エネルギー可変の単色陽電子ビームとして再放出される。最終的な陽電子ビームのエミッタンスは、以前の線源ベースのものと同じであるが、その強度は約60倍である。この高輝度・高強度化により、結晶最表面からの鮮明な回折パターンを得ることに成功した。
