非接触AFMとSTMほよるCeO_2（111）表面での酸素欠陥構造に依存した表面酸素原子の動的挙動及び吸着分子の反応性に関する研究

摘要

触媒反応中の酸素濃度を制御する酸素のリザーバーとしての性質を持つCeO_2の（111）表面の非接触AFM及びSTM観察を行い、原子分解能画像を得て、化学量論組成に近い表面酸素欠陥構造を持つ表面、表面酸素原子の挙動、及び酸素共存下での再酸化過程について検討した。 また、表面酸素欠陥構造に依存して、室温でも酸素原子が移動するという新たな現象を見出した。 これらは、温度依存性が見られることから室温でも活性化される熱プロセスといえる。酸化セリウム表面の反応性について検討するため、メタノールを反応分子として導入し、酸素欠陥密度の異なるCeO_2の（111）表面において実空間での非接触AFM及びSTMその場観察から、CeO_2（111）表面の特有の反応性を生み出す特定サイトについての知見が得られた。