熱電材料開発に資するSiクラスレートの電子状態とラトリングの光電子分光による解明

通过光电子能谱阐明硅包合物的电子态和振动，为热电材料的发展做出贡献

• 批准号: 21K04869
• 负责人: 今田 真
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04869/
• 关键词: シリコンクラスレート; Siクラスレート; 電子状態

アルカリおよびアルカリ土類元素(M) を内包するSi クラスレートは、内包原子M のラトリングが非常に大きくフォノン散乱が顕著なため熱伝導率が低く、熱電材料としての応用が期待されている。本研究ではM = Na のSi クラスレートのNa 内殻光電子スペクトルに、サイトの数より多い本数の多ピーク構造の起源が「ラトリングによって複数の原子位置が実現していること」だと考え、内包サイトのに入る元素を変化させた試料の実験を通して検証し、フェルミ準位付近の電子状態が内包元素M に依存するとともに、Si をGa で一部置換するなどしてケージ元素のp 電子数を変化させることによっても制御できることを価電子帯光電子分光を用いて検証することを目的とする。2022年度は、(Na/Ba)-Siクラスレートについて、引き続き8keVのX線を用いたバルク敏感光電子分光を行うとともに5.4 keVと1.5 keVのX線を用いることでより表面敏感にした実験も試行した。超高真空中で試料を破断して得られた清浄表面について、Na, Ba, およびSiの内殻光電子分光を行うとともに、これらの温度変化を測定した。第1原理電子状態計算を用いて価電子帯電子状態を推定するとともに、内殻光電子スペクトルのモデル計算と比較することで、電子状態やラトリングについての情報を得ることを目指して解析中である。今年度は特にBa 4d等のBaの内殻スペクトルの温度依存性を見いだしたことと、Na 1sスペクトルのサテライト強度が表面敏感な測定で変化することを見いだしたことが重要な成果である。

ア ル カ リ お よ び ア ル カ リ soil type elements (M) を insourcing す る Si ク ラ ス レ ー ト は, insourcing atomic M の ラ ト リ ン グ が very big に き く フ ォ ノ ン scattered が 顕 the な た め hot 伝 low conductivity が く, thermoelectric materials と し て の 応 with が expect さ れ て い る. In this study, で で M = Na ラスレ Si ラスレ ラスレ ト ト Na Inner photoelectron ス ペ ク ト ル に, サ イ ト の number よ り い book more の more ピ ー ク tectonic origin が の "ラ ト リ ン グ に よ っ て plural の atomic positions が be presently し て い る こ と" だ と え test, inner package サ イ ト の に into を る elements - the さ せ た sample の be 験 を tong し て 検 し, フ ェ ル ミ quasi package elements within a pay nearly の electronic state が M に dependent す る と と も に, Si を Ga で す replacement film る な ど し て ケ ー ジ を number of electrons in an element の p - the さ せ る こ と に よ っ て も suppression で き る こ と を 価 electronic 帯 photoelectron spectral を い て 検 card す る こ と を purpose と す る. 2022 annual は, (Na/Ba) - Si ク ラ ス レ ー ト に つ い て and き 続 き 8 keV の X-ray を with い た バ ル ク sensitive photoelectron spectral line を う と と も に 5.4 keV と 1.5 keV の X-ray を with い る こ と で よ り surface sensitive に し た be 験 も trial し た. Ultra-high vacuum で sample を breaking し て have ら れ た clear surface at に つ い て, Na, Ba, お よ び Si の inner photoelectron spectral line を う と と も に, こ れ ら の determination of temperature variations change を し た. Principle 1 electronic state calculation を い て 価 帯 electronic state を presumption す る と と も に, inner photoelectron ス ペ ク ト ル の モ デ ル calculate と compare す る こ と で, electronic state や ラ ト リ ン グ に つ い て の intelligence を る こ と を refers し て in parsing で あ る. Our は, に etc. の Ba Ba 4 d の inner ス ペ ク ト ル の temperature dependency を see い だ し た こ と と, 1 s Na ス ペ ク ト ル の サ テ ラ イ ト strength が surface sensitive determination of な で variations change す る こ と を see い だ し た こ と が important な results で あ る.

项目成果

Electronic States of type-II Na-Ba-Si Clathrate Studied by Hard X-Ray Photoelectron Spectroscopy

硬X射线光电子能谱研究II型Na-Ba-Si包合物的电子态

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Chen;Y. Shimada;T. Usui;T. Miyazaki;S. Asai;M. Shimamoto;G. Nozue;A. Ose;H. Hashizume;M. Tsutsumi;K. Miyazaki;Y. Murakami;N. Tanaka;Y. Kanai-Nakata;H. Fujiwara;S. Hamamoto;A. Higashiya;A. Yamasaki;A. Sekiyama;K. Tamasaku;M. Yabashi,
• 通讯作者: M. Yabashi,

硬X線光電子分光を用いたタイプII-クラスレートの電子状態の研究

使用硬 X 射线光电子能谱研究 II 型包合物的电子态

• 发表时间: 2023
• 作者: 陳昱辰;島田祐希;臼井大智;宮崎徹也;浅井祥太;島本将徳;野末悟郎;尾瀬朱音;橋爪快人;堤美和;村上友梨;田中菜摘;中田惟奈;藤原秀紀;濱本諭;東谷篤志;山崎篤志;関山明;森戸春彦;今田真
• 通讯作者: 今田真

Anisotropic magnetization and electronic structure of the first-order ferrimagnet ErCo2 studied by polarization dependent hard X-ray photoemission spectroscopy

偏振相关硬X射线光电子能谱研究一阶亚铁磁体ErCo2的各向异性磁化强度和电子结构

• DOI: 10.1016/j.physb.2022.414465
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physica B: Condensed Matter
• 作者: Abozeed Amina A.;Gorbunov Denis I.;Kadono Toshiharu;Kanai-Nakata Yuina;Yamagami Kohei;Fujiwara Hidenori;Sekiyama Akira;Higashiya Atsushi;Yamasaki Atsushi;Tamasaku Kenji;Yabashi Makina;Ishikawa Tetsuya;Wada Hirofumi;Andreev Alexander V.;Imada Shin
• 通讯作者: Imada Shin