分光的手法を用いた準結晶・近似結晶における擬ギャップの定量評価

使用光谱方法定量评估准晶体和近似晶体中的赝能隙

基本信息

批准号：
21K04633
负责人：
津田俊輔
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

２０２２年度は、前年度に行った高分解能光電子分光測定の結果を整理し解釈の検討を行った。詳細な解析により、Al-Pd-Mn系準結晶・近似結晶のギャップは2つのエネルギースケールを持ち、低エネルギー側はほぼ組成・構造によらないこと、高エネルギー側はわずかに組成・構造依存性を持つことが分かった。また、マクロ測定から予測される擬ギャップの大きさとフェルミ準位上の強度の変化がゆるやかに相関を持つことを見出した。一方で積分強度の減少と擬ギャップの間にはほとんど相関がみられなかった。また並行して、近年発見された半導体準結晶の電子状態解析にも取り組んだ。Al-Ru-Si系準結晶はバルクとして初めて半導体であることが報告された準結晶である。AlやRuといった金属元素が中心となった合金系化合物であり、酸素を伴わないため一見すると金属的になりそうな系である。しかしながらマクロ物性測定からは半導体的な振る舞いが報告されている。元素同士の共有結合により、各サイトが疑似的に閉殻になったようにみえることで、ギャップが開くとする説がある。このような機構による半導体化のモデルケースとしてAl-Fe-Si系の多結晶に対して光電子分光測定を行った。内殻のスペクトルから各構成元素の価数が0価的であることから共有結合的であること、価電子帯のスペクトルから半導体であることを確認した。この成果はMaterials　Research　Express誌に掲載が決定している。

在2022财年，对上一年进行的高分辨率光电光谱测量结果进行了组织和解释。详细的分析表明，Al-PD-MN准晶和近似晶体之间的差距具有两个能量尺度，低能方面几乎取决于组成和结构，高能方面略微依赖于组成和结构。还发现，从宏测量结果预测的伪间隙的大小和费米水平的强度变化被轻轻相关。另一方面，积分强度的降低与伪群之间几乎没有相关性。此外，我们还研究了近年来发现的半导体准晶体的电子状态。 al-ru-si准晶体系统是据报道是半导体的第一个散装准晶体。它是一种基于合金的化合物，主要包含诸如Al和Ru之类的金属元素，并且是一种乍看之下似乎是金属的系统，因为它不涉及氧气。然而，巨噬理的测量报告了半导体行为。有一个理论认为，当元素之间的共价键使每个位点似乎是伪锁定的壳时，差距开放。基于使用该机制的半导体形成的模型案例，在Al-FE-SI的多晶上进行了光电子光谱。每个构成元件的价为零，并确认它是共价键合的，并且是价带光谱的半导体。该结果已决定发表在《材料研究快报》杂志上。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Photoemission study of thermoelectric Fe-Al-Si alloy

Fe-Al-Si热电合金的光电研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
田中功;東後篤史;S. Tsuda et al
通讯作者：
S. Tsuda et al

Evaluation of electronic structure of Fe-Al-Si thermoelectric materials using photoelectron spectroscopy

利用光电子能谱评估 Fe-Al-Si 热电材料的电子结构

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taichi Yoshida;Kensuke Jin;Kazuhei Wakiya;Mitsuteru Nakamura;Masahito Yoshizawa;Yuji Muro;Yoshiki Nakanishi;S. Tsuda et al
通讯作者：
S. Tsuda et al