主な研究手段とは? わかりやすく解説

主な研究手段

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/07/18 05:02 UTC 版)

表面科学」の記事における「主な研究手段」の解説

表面科学実験には原理的に避けがたい課題いくつかある。表面原子バルク原子よりも圧倒的に少ないため、通常の分析手法では表面信号バルク信号埋もれてしまう。したがって表面分析を行うためには、表面信号だけを選択的に測定できるような手法用い必要がある。また大気圧下では、気体分子表面衝突吸着脱離繰り返しているため、分析対象である表面の状態測定中にも絶え間なく変化してしまう。そのため実験超高真空下で、気体分子の量や種類コントロールして行うことも多い。 固体表面構造分析するために、走査型トンネル顕微鏡原子間力顕微鏡電子回折X線回折透過型電子顕微鏡走査型電子顕微鏡などが用いられる。また組成分析するために光電子分光オージェ電子分光などが用いられる吸着分子分析には、上記方法加えてケルビンプローブによる仕事関数測定各種振動分光脱離した分子の質量分析などが行われる。 理論面からの研究にも表面科学特有の課題がある。表面系のバンド計算構造最適化では、バルクにも用いられる第一原理計算パッケージ流用される。こういったパッケージでは、実空間法などの例外除いて、x、y、z方向への周期性計算前提となっている。しかし表面では法線方向への周期性崩れているため、そのままでは計算できない。そのため、表面のある固体交互に並んだ原子層と真空層で近似して、法線方向周期性モデル系に持たせる近似がよく用いられるスラブ近似)。また表面-分子系を解析するために、巨大なクラスター端面として表面モデル化する場合もある(クラスター模型)。

※この「主な研究手段」の解説は、「表面科学」の解説の一部です。
「主な研究手段」を含む「表面科学」の記事については、「表面科学」の概要を参照ください。

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