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陽電子ビームによるホウ素単原子シートの構造解析と機能性開拓

使用正电子束进行硼单原子片的结构分析和功能开发

基本信息

批准号：
22KJ0662
负责人：
辻川夕貴
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は近年注目を集めている二次元ホウ素(B)物質に着目し、多彩な構造をとるこれらホウ素物質群を、陽電子をプローブとする回折手法(全反射高速陽電子回折法、TRHEPD法)を用いることで未解明な構造を実験的に明らかにし、その機能特性(物性)への知見を得ることを目的としている。初年度から研究を続けているCu(111)基板上のホウ素物質について、TRHEPD法を用いて、その正しい構造が表面Cu原子とB原子と再構成を起こす銅とホウ素の化合物、Cu-Borideであることを示し、構造についての論争をおさめた。判明した構造はホウ素のジグザグな原子鎖と銅のジグザグ原子鎖が交互にならんだ特異な構造であった。さらにX線分光法(XPS)による同試料の化学状態の測定も行い、表面B原子が周りのCu原子から電子を供給されることを明かした。第一原理計算での結合軌道のシミュレーションにより、ホウ素原子鎖が炭素の原子鎖であるCumuleneと同様の電子状態をとることがわかった。XPSの結果と合わせると、同試料内でのホウ素原子鎖はホウ素が周りから電子をもらうことで炭素原子鎖と同様の電子状態をとり安定していることがわかり、新たなホウ素系の一次元物理を足掛けとなる大きな発見となった。さらに、この新たなホウ素と銅の表面化合物、特にその次元性に着目し、銅基板の種類を変えながら、研究を進めている。Cu(100)、Cu(110)基板、それぞれにおいてホウ素蒸着による試料合成には成功しており、各表面物質の解明への準備が進んでいる。特に、B/Cu(110)は報告例のない新たな秩序構造の発見となったため、Surf Sci. 732, 122282 (2023). にて先んじて報告している。どの試料もXPS測定の結果ではホウ素と銅の化合物の特徴を示しており、ホウ素と銅の表面化合物における、さらなる物理の探索が期待される。

This research has focused on the two-dimensional element (B) substance in recent years, the colorful structure element material group, and the positron electron folding method (total reflection). High-speed positron return method, TRHEPD method) using unexplained structural materialsに明らかにし, そのfunctional properties (physical properties) への知见をget ることをpurpose としている. First year's research on the use of elemental materials on Cu(111) substrates, TRHEPD method, and surface C of positive structures u atom and B atom と reconstructed を rises こす copper とホウ element の compound, Cu-Boride であることを Show し, structuring についての argument をおさめた. It is clear that the structure of the structure is the atomic lock of the copper and the atomic lock of the copper is the interaction of the atomic lock and the special structure of the atomic lock. X-ray spectrometry (XPS) is used to measure the chemical state of the same sample, and the surface B atoms and Cu atoms are supplied to the electrons. First-principles calculations of the binding orbital and the carbon atoms of the carbon atomsのatomic lockであるCumuleneと同様のelectronic stateをとることがわかった. The results of XPS are the same as the carbon atoms in the same sample.のelectronic state をとり stabilization していることがわかり, new たなホウprime system のprimary physics をfoot hang けとなる大きな発见となった.さらに, この新たなホウprime and とcopper のsurface compound, 特にそのdimensionality に目し, types of copper substrates を変えながら, research を advance めている. Cu(100), Cu(110) substrates, the sample synthesis of Cu(100) and Cu(110) was successfully completed, and the preparation of each surface material was completed. Special case report of B/Cu(110) new order structure, Surf Sci. 732, 122282 (2023). I'll report it first. The results of the XPS measurement of the sample and the special characteristics of the copper compound are shown in the test. , ホウprime and copper surface compound における, さらなるphysical exploration がexpectation される.

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

2021T002: TRHEPD法による銅基板上の大面積ホウ素原子シート、ボロフェンの構造解明(2年度)

2021T002：使用 TRHEPD 方法解析硼烯（铜基板上的大面积硼原子片）的结构（第二年）

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
辻川夕貴;Xiaoni Zhang;堀尾眞史;中嶋武;安藤康伸;望月出海;和田健;兵頭俊夫;小森文夫;近藤剛弘;松田巌
通讯作者：
松田巌

Cu(111)基板上ホウ素の二次元物質の構造決定

Cu(111)基体上硼二维材料的结构测定

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
辻川夕貴、Xiaoni Zhang;望月出海;和田健;兵頭俊夫;堀尾眞史;近藤剛弘;松田巌
通讯作者：
松田巌

単層ホウ素シートボロフェンの成長様式全反射高速陽電子回折法を用いた構造モデルの探索

单层硼片硼烯的生长模式全内反射快正电子衍射法寻找结构模型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
辻川夕貴;庄司誠;濱田雅史;武田朋也;飯盛拓嗣;望月出海;小森文夫;松田巌;高山あかり
通讯作者：
高山あかり

Observing an ordered surface phase by B deposition on Cu(110)

通过 B 沉积在 Cu(110) 上观察有序表面相

DOI：
10.1016/j.susc.2023.122282
发表时间：
2023
期刊：
Surface Science
影响因子：
1.9
作者：
Tsujikawa Yuki;Zhang Xiaoni;Horio Masafumi;Wada Tetsuya;Miyamoto Masashige;Sumi Toshihide;Komori Fumio;Kondo Takahiro;Matsuda Iwao
通讯作者：
Matsuda Iwao

鎖状ホウ素を含む基板上二次元ホウ素化合物の電子状態の研究

含链硼基底上二维硼化合物电子态的研究