和田山 智正

高活性、高耐久性を有する酸素還元触媒開発のため、中間層を有するコアシェルモデル構造を構築し、その特性を明らかにして、実触媒開発にフィードバックする。

Cu単結晶をベース基板とし第２元素ＸとしてPdなどを添加したCu基2元合金表面系をCO2固定化触媒開発のテンプレートとして捉え、構築したCu-X表面の触媒能と幾何学的構造との関係について検討する。得られた結果をふまえ水素循環型エネルギープロセスにCO2固定化を組み込み低炭素社会の新エネルギー循環を見据える。

モデル合金単結晶表面のMBE構築と酸素還元反応活性に関する研究

ドライプロセス(UHV中におけるMBE法)を用いて最表面白金濃縮層(Ptスキン)を有するPt-X（X=卑金属）モデル合金触媒やPt-Xモデルコアシェル触媒の製造技術、さらにモデル触媒のORR活性やORR過程前後における最表面幾何学的構造や電子構造変化に関する解析技術を確立する。その上で、開発したPt-Xモデル合金触媒最表面構造の動作(電気化学)環境における安定性(耐久性)を検討し、高活性と高耐久性を両立した卑金属をコアとする白金コアシェル触媒の開発設計指針を明確化する。

燃料電池電極触媒用モデル電極表面をMBE法により作製し、その電気化学特性を検討する

Pt単結晶基板上にFe族金属元素をMBE成長させPt基2元表面合金系を構築し、その構造規則性を低速電子線回折(LEED)や反射高速電子線回折(RHEED)により明らかにする。その上で、H2,O2,COやH2Oといった燃料電池反応を担う分子の表面挙動との関係を高感度反射赤外分光法(IRRAS)および昇温脱離(TPD)を用いて議論する。

・超高真空下、燃料電池モデル合金触媒表面の構築と関連分子挙動を低速電子線回折（LEED）・高感度反射赤外分光（IRRAS）および昇温脱離測定（TPD）により複合その場解析する手法を確立する。 ・Pt-X(Co,Ni)モデル合金表面やモデル担体担持合金表面において、O2,D2O,D,CO等を念頭にカソードおよびアノード関連分子挙動について明らかにする。

水素エネルギー循環プロセスを達成するために重要な高活性かつ耐被毒特性に優れた触媒開発を念頭にPt基合金モデル触媒をMBE法により作製しその表面化学特性を検討する。具体的には、H2やCH3OH等の原料やCO等の不純物が原子レベルで構造を規定したPt-X合金表面において如何に振る舞うかを表面電子線回折及び分光学的手法により明らかにする。

Ptなどfcc遷移金属単結晶基板上にFe薄膜をMBE成長させFe系２元合金表面とした際の構造規則性と化学特性の関係を明らかにする

金ナノ微粒子/アルカンチオール自己組織化膜/Au(111)ヘテロ構造を作製し、表面増強ラマン散乱法により金ナノ微粒子の膜厚とラマン散乱強度との関連を調査した。

THz分光を表面・薄膜測定に対して拡張することを目指した共同研究

サーファクタント効果を利用したMBE法によるfcc-Fe薄膜堆積過程について、RHEEDおよび赤外複合その場観察を行ってそのメカニズムについて検討した。

多孔質Si基板上にMIMトンネル接合を作製し電圧を印加したさいのI-V曲線について検討した。

ジメチル水素化Alを原料ガスとして用い水素終端Si表面上への金属Alの堆積過程を赤外ATR法を用いて超高真空下検討した。

光CVD法により得たa-Si:H薄膜表面にジメチル水素化Alを暴露した際の変化を赤外分光法により検討した。

光CVDa-Si:H、SiNx薄膜堆積過程の赤外分光法および質量分析法によるその場観察を行いその有用性を実証した。

Si窒化膜CVD過程をその場赤外観察し、成長表面層の存在を明らかにした。

偏光変調赤外分光法により、光CVD法による薄膜堆積過程をその場観察した。