Bottom-up synthesis of metalate nanosheets with metallic properties and the fabrication of thin films with highly anisotropic optical properties by using their nanosheets

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金属酸ナノシートは、層状金属酸塩を層剥離することにより得られる二次元材料であり、その高い構造異方性に起因した興味深い特性が期待される材料である。我々はこれまでに、金属酸ナノシートに対して、化学反応を利用したボトムアップ型の合成法を見出している。ここでは、この方法で合成した金属酸ナノシートと、長鎖アルキル基をもつ界面活性剤からなる高配向性のハイブリッド薄膜を作製し、その異方構造が屈折率などの光学的物性の異方性に対してどのように影響するかを明らかにすることを目的とする。２年目はまず、チタン酸ナノシート・界面活性剤のハイブリッド薄膜の作製法の改良を検討した。初年度までの検討では、ナノシートが積層した層状チタン酸塩薄膜を作製し、その後に層間陽イオンを陽イオン性界面活性剤にイオン交換することでハイブリッド薄膜が簡便に作製できることを示してきた。しかし、この方法で作製される薄膜の膜質が十分でないために屈折率の評価などにおいて問題が生じた。そこで作製法自体を見直し、膜質の良い薄膜を作製する方法を検討しなおした。また、屈折率の評価方法についても、新たに解析ソフトを購入して、より詳細に解析できるように検討を進めている。金属酸ナノシートの作製についてもいくつかの検討を行った。例えば、我々が見出した方法では小さく丸みを帯びたナノシートが得られやすいので、より緻密に充填したナノシート層の形成に適した、大きさのそろった自形形態をもつチタン酸ナノシートの合成を検討した。また、高い電気伝導性をしめすナノシートとして、これまでに検討したルテニウム酸ナノシートに加え、混合原子価をもつバナジン酸ナノシートのボトムアップ合成についても検討した。