Tohoku University, International Center for Synchrotron Radiation Innovation Smart (SRIS)

研究・研究者紹介researchers

研究者プロフィール

界面計測スマートラボ Interface measurement smart lab

小川 修一 OGAWA Shuichi 助教
研究テーマ
  • リアルタイム光電子分光法による固体表面反応機構の研究
  • 単原子物質を用いた機能性材料の高度化/長寿命化の研究
研究キーワード
リアルタイム光電子分光法,表面反応,ナノ炭素材料,その場・オペランド観察,歪み誘起メカノケミカル効果
研究概要

高輝度放射光を用いたリアルタイム観察によって材料の高度化に挑戦

グラフェンは原子1層分の厚みしかない単原子層状物質ですが、優れたバリア性能や負の熱膨張係数など他の物質にはない優れた化学的・物理的特徴をもっています。このような単原子層状物質が持つ優れた特徴を、触媒や電池に利用される機能性材料の高度化/長寿命化へ応用することに挑戦しています。これらの優れた特徴が発現する条件を明らかにしたり逆に単原子物質の限界や弱点を見つけそれを克服する方法を開発したりするため、ガス雰囲気中や超音速分子ビーム照射中の固体表面を観察する「リアルタイム光電子分光法」を用いた研究を進めています。特に放射光を用いたリアルタイム光電子分光法では、固体表面の反応速度など化学的な情報だけでなく格子歪みなど表面構造に関する知見も得ることができます。
これまでの研究において、(1) 半導体デバイス製作工程におけるSiウェハの急速熱酸化プロセスで熱歪みや結晶格子歪みによって反応が促進される「歪み誘起メカノケミカル効果」が発現していることの実験的検証、(2) 超音速O2分子線がグラフェンを非破壊で透過する現象の発見とそのメカニズム解明、(3) 光電子顕微鏡を用いたグラフェン/h-BN単結晶積層構造のバンド構造の同定、等の成果が得られました。

O2分子に対してガスバリア性に優れるグラフェンも、高速O2分子は透過してしまうことを明らかにしました

格子ひずみによって光電子スペクトルがシフトするため、逆にシフトから格子歪みを求めます

メッセージ
材料表面における反応を追跡したい、加熱による材料の組成変化をリアルタイム観察もしくはその場観察したい等のニーズがございましたら遠慮なくご連絡ください。