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精密合成された複合ナノクラスターの集積薄膜作製と機能性デバイスへの応用

精密合成复合纳米团簇集成薄膜的制备及其在功能器件中的应用

基本信息

批准号：
19J22141
负责人：
横山高穂
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、3-5族の金属を内包したM@Si16の集積膜における電気伝導性評価を行い、内包する金属の族と周期に依存して電気特性が変化することを明らかにした。また、作製したM@Si16膜はいずれも非晶質であるため、結晶性を高めることでM@Si16の電子構造がより鋭敏に集合体物性に反映される可能性がある。そこで本年度は、(i)6族金属を内包したM@Si16の作製と電気特性評価、(ii)M@Si16膜の秩序性向上に向けた検討、の2つの課題に取り組んだ。(i)では、6族金属であるタングステン(W)を内包したW@Si16を気相合成し、集積膜の電気特性を評価した。W@Si16では5族金属を内包した場合と比較して価電子が増加するため、伝導度が増加すると予想されたが、W@Si16膜はより小さい伝導度を示した。W@Si16は中性状態でヤーン・テラー効果によりケージ構造がひずむことが知られており、対称性の低下が伝導度を下げていると考えられる。ひずみのないW@Si15の集積膜を評価したところ、W@Si16と比較して高い伝導度を示したことから、中性状態での幾何構造が電気伝導性に影響するという知見が得られた。(ii)では、蒸着中に加熱を行うことでM@Si16の拡散を促進し、結晶性を高められるのではないかと着想した。温度可変蒸着ステージを独自に設計・構築することで、基板温度を制御した蒸着を可能にした。基板温度を変化させて蒸着を行ったところ、M@Si16膜が全体的に酸化されていることを示唆する結果となった。原因として、温度が上昇することでM@Si16が活性になり、真空槽内の残留ガスと反応した可能性が挙げられる。以上のように、本年度の研究遂行によってM@Si16の電子構造のみでなく幾何構造が集積膜に与える影響を明らかにするとともに、秩序集積化に向けた課題が明らかとなった。

In the past year, the electrical conductivity of the metal in the group 3-5 was evaluated by the internal coating of M@Si16. The electrical conductivity of the metal in the group 3 - 5 was evaluated by the internal coating. M@Si16 film is amorphous, crystalline, and electronic structure of M@Si16 is sensitive to physical properties of aggregates. This year,(i) evaluation of the fabrication and electrical properties of M@Si16 films with group 6 metal inclusions,(ii) upward investigation of the order of M@Si16 films, and (iii) selection of topics. (i)Evaluation of electrical properties of the deposited films of the group 6 metals with W@Si16 as an inner layer W@Si16 is a group 5 metal, and its conductivity is higher than that of W@Si16 film. W@Si16 is neutral and has low conductivity. W@Si15 and W@Si16 have been evaluated for their high conductivity and neutral geometry. (ii)M@Si16 is a good candidate for high crystallinity. The temperature of the substrate can be controlled independently. The temperature of the substrate changes, and the temperature of the substrate changes. The reason is that the temperature rises, the activity of M@Si16 increases, and the residual temperature in the vacuum chamber increases. This year's research was carried out on the electronic structure of M@Si16. The geometric structure of M@Si16 has a clear impact on the integration of M@Si16.