Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

グラフェン / 電子状態 / プローブ顕微鏡 / ナノ炭素材料 / 表面・界面物性 / ナノ材料

グラフェンの酸化反応とプローブ顕微鏡原子マニピュレーション技術を駆使してナノグラフェンのエッジ状態の作製し、その電子状態の解明を行った。酸化によりパイ電子ネットワークが分断された、ナノフラグメントの作製に成功した。約1-10nm程度のサイズのパイ電子ネットワークでは量子サイズ効果が顕著に現れ多彩な電子状態を示すことが確かめられた。また、２種類の典型的なエッジ構造に特徴的な電子状態の確認に成功した[AngewChem2012]。酸化点欠陥において、原子マニピュレーションにより、エッジ状態すなわち化学活性のON/OFFスイッチングが制御可能であることを見出した[ACSNANO2013]。

チタン酸ストロンチウム / 転位 / 細線 / ドーパント / 原子構造 / 電子状態 / 粒界 / 高分解能像 / 小傾角粒界 / 陽イオン不定比 / 粒界構造ユニット / PLD / ナノワイヤー / 走査透過型電子顕微鏡 / 二重ショットキー障壁 / ナノ材料

結晶中の一次元欠陥の一つである転位は、転位コアを中心とした数ナノメートルの領域に応力場が存在するため、転位線に沿って高速な拡散を示すことが知られている。この特異な現象を利用して転位コアへ添加物などを優先的に拡散させるとバルク中に転位コアを中心としたナノ細線を作製することが可能となる。本研究では、この現象を利用してチタン酸ストロンチウムや化合物半導体の転位へドーパントを添加してナノ細線を作製し、その物性について調べた。

セラミックス / 粒界・界面 / ナノ構造 / 拡散 / 焼結 / ナノ材料 / 結晶粒界・界面 / 電子状態 / 緒晶粒界・界面

酸化物セラミックス多結晶体を対象とし、ナノ界面における固相反応を原子構造・電場・応力場・温度等によって制御することで、セラミックスのイオン伝導や焼結挙動、高温変形・超塑性変形能におけるユニークな物質輸送現象の発現に成功した。また、ナノ界面における拡散現象や界面エネルギーの評価を通じ、原子・電子構造およびその外場との相互作用に基づいた物質輸送現象の原理解明を図ると共に、輸送現象発現のための材料設計指針を得るに至った。

クラスター / ナノ材料 / 電子状態

平成17年度は、(1)クラスター蒸着基板表面の評価法の確立に向けた超高真空装置の構築、(2)有機金属クラスター源の改良、および(3)有機金属多層サンドイッチクラスターの磁気モーメントの研究を行った。(1)表面分析用超高真空ミューメタルチャンバーシステムの構築および10^<-10>torr台の真空度達成、電子エネルギーアナライザーと自作サンプルホルダーの動作確認、清浄Cu(111)表面の2光子光電子スペクトルの測定に成功した。表面準位と鏡像準位の共鳴とその励起光波長依存性を含めて既報と良く一致した。清浄表面へのクラスター蒸着による変化を測定する準備を固めた。現在、このシステムに接続する試料準備チャンバー・薄膜蒸着チャンバーの構築を行っている。(2)既存のクラスター源を元にして、可搬性を有した新クラスター源の設計を進めている。(3)有機金属ナノクラスターのうちで、大きな磁気モーメントの源として期待される希土類のテルビウム金属原子と環状のシクロオクタテトラエン分子(C_8H_8)が交互に重なったクラスター(Tb_n(C_8H_8)_<n+1>;n=1-5)に対して、その磁気モーメントの測定・解析を行った。多層化に伴う磁気モーメントの増大およびTb^<+2>イオン間の反強磁性的相互作用を見出した。また、以前明らかにしたバナジウム-ベンゼン多層サンドイッチクラスターの磁気偏向の振る舞いとの差異について、電子構造・金属-配位子間結合様式の違いから説明を与えた。

【研究分担者】
溝口照康	東京大学	工学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)