次世代検出法スマートラボ Next-generation detection system Smart Lab

山本 達 YAMAMOTO Susumu 准教授

本務：国際放射光イノベーション・スマート研究センター

兼務：多元物質科学研究所

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研究テーマ

• 新規X線オペランド計測法の開発と表面界面反応プロセスへの応用
• 先端X線光電子分光法を用いた表面分子・キャリアダイナミクス研究

研究キーワード

オペランド計測,X線分光,超高速分光,触媒,表面化学

研究概要

放射光X線オペランド計測による触媒表面科学の開拓

触媒・光触媒、燃料電池、リチウムイオン電池などの物質・エネルギー変換過程において、物質の表面・界面は反応場として重要な役割を果たしています。これらの反応場は通常ガス雰囲気や液体に接しており、超高真空中での計測を前提とした従来の表面科学的な手法では直接観測することは困難でした。最近、反応場を反応中に直接計測可能な「オペランド」計測の開発が急速に発展しています。
私はこれまで放射光X線・赤外光・超短パルスレーザーといった様々な光を用いて、表面・界面反応プロセスをオペランド計測しそのメカニズムを明らかにする研究を行ってきました。近年では高輝度軟Ｘ線を用いたピコ秒時間分解X線光電子分光システムや雰囲気X線光電子分光システムの開発を行い、触媒表面・界面の分子や光励起キャリアのオペランド計測に成功しています。「次世代放射光施設」では軟X線に加えてテンダーX線～硬X線を用いた新規オペランド計測法を開発し、モデル系だけでなく実用材料における機能発現メカニズムを解明することを目指しています。

SPring-8 BL07LSUにおいて開発した雰囲気X線光電子分光システム

銅表面の水の濡れ性が面方位によって大きく異なることをO 1s AP-XPS スペクトルにより明らかにしました（測定条件：p(H2O)= 1 Torr, T= 295 K）

メッセージ

次世代放射光施設で世界と戦えるX線オペランド計測技術の開発に挑戦します。