1ナノメータ粒子の精密物性解析と電子的材料機能の開拓

1纳米颗粒物性精密分析及电子材料功能开发

• 批准号: 18654050
• 负责人: 粕谷 厚生
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18654050/
• 关键词: 半導体微粒子; ナノ粒子; II-VI族化合物; 篭状粒子; マイクロクラスター; CdSe; 量子ドット; 量子箱

本研究の目的は機能性半導体として有用なII-VI族化合物の一つであるCdSeについて、(CdSe)13、(CdSe)19、(CdSe)33、(CdSe)34、(CdSe)48、等の直径1ナノメートル台の粒子を溶液法で選択的に大量合成し、原子数に依存する物性を詳細に解析することによってバルクでは実現せぬ電子機能を開拓して応用に役立てる萌芽的研究を実施することであった。この分子的ナノ粒子は原子と固体の中間に位置する新しい物質群と見なすことが出来、物質科学と材料工学に未開分野に属する。初年度より以下の実験を実施し、成果をあげた。1. ナノ粒子の生成過程の解析と単離条件の決定(粕谷、伊藤)1ナノメータ粒子として(CdSe)13、(CdSe)33、(CdSe)34、(CdSe)48、を単離する条件を見出した。2. 核磁気共鳴(NMR)によるナノ粒子の構造解析(前川、伊藤)得られた(CdSe)13、(CdSe)33、(CdSe)34、(CdSe)48、についてNMR測定を行い、(CdSe)13ではCdとSeからの鋭いピークをそれぞれ1本、(CdSe)48では2本観測し、試料が完全に単離されて単一であること、原子配列の対称性が極めて高いことが証明された。3. 顕微分光によるナノ粒子の物性解析(伊藤、粕谷)局所的な分光を行うための顕微装置を立ち上げ、それぞれの1ナノメータ粒子の光吸収、発光、ラマン散乱測定を行い、基礎的な電子物性と結合状態を明らかにした。3. ナノ粒子の電子的、電気化学的特性の評価(伊藤、前川)次ぎに電気化学測定を行い、1ナノメータ粒子の化学的特性、光電気化学反応、触媒効果、を調べた4. ナノ粒子の整列薄膜化と集積的電子材料機能の開拓(伊藤、前川、粕谷)更にこれら単離された1ナノメータ粒子を基板上に整列させた薄膜を作製し、互いの相互作用或いは干渉効果による、諸特性の増強、先鋭化、の有無を解析した。以上の結果を基にして1ナノメータ粒子及び集合体のフォトニックデバイス、光単電子素子、蓄電材料、分子認識センサー、電力変換触媒、等としての特有の性能を評価し、原子数の精度でナノ構造と材料機能を捉える物質科学と材料工学への貢献を総括した。

Purpose の this study は functional semiconductor と し て useful な II - VI compound の a つ で あ る CdSe に つ い て, (CdSe) 13, (CdSe) 19, 33 (CdSe), (CdSe), (CdSe) 48, 34 の diameter 1 ナ ノ メ ー ト ル Taiwan の particle を solution method で sentaku に lots of synthetic し, atoms Several に dependent す る property detailed analytical す に を る こ と に よ っ て バ ル ク で は be presently せ ぬ electronic function を pioneering し て 応 using に battle end て る germination studies を be applied す る こ と で あ っ た. こ の molecules ナ ノ は atomic particles と solid の に position among す る new し い material group と see な す こ と が out, material science engineering に と material not open eset に genus す る. In the first year, よ よ. The following <s:1> practical experience を has been implemented and achieved をあげた. 1. ナ の ノ particle generation process analytical と の 単 の decision from conditions (pulp valley, ITO) 1 ナ ノ メ ー タ particle と し て (CdSe) 13, (CdSe) 33, 34, (CdSe) (CdSe) 48, を 単 from す を る conditions show the し た. 2. Nuclear magnetic 気 resonance (NMR) に よ る ナ ノ particle の structure (the maekawa, ITO) ら れ た (CdSe) 13, (CdSe) 33, 34 (CdSe), (CdSe) 48, に つ い て NMR measurement line を い, (CdSe) 13 で は Cd と Se か ら の sharp い ピ ー ク を そ れ ぞ れ 1, (CdSe) 4 8 で は 2 this し 観 test, the sample が completely に 単 from さ れ て 単 a で あ る こ と, atomic arrangement の said sex seaborne が extremely め て high い こ と が prove さ れ た. 3. 顕 differential optical に よ る ナ ノ particle の property parsing (ITO, pulp valley) bureau of な spectral line を う た め の 顕 micro devices を made ち げ, そ れ ぞ れ の 1 ナ ノ メ ー タ の 収, 発 light particles, ラ マ ン scattered line measurement を い, basic な electronic property と combining state を Ming ら か に し た. 3. ナ ノ particle の characteristics of electronic, electric 気 chemical の review 価 (ITO, the maekawa) ぎ に electric line 気 chemical determination of を い, 1 ナ ノ メ ー タ particle の chemical characteristics, photoelectric 気 chemical anti 応, catalytic unseen fruit, を べ た 4. ナ ノ particle の と set product of the whole column film electronic material function の exploit (ITO, the maekawa, pulp valley) more に こ れ ら 単 from さ れ た 1 ナ ノ メ ー タ particle を substrate に whole column さ せ た film を as し, mutual い の interaction or い は dry involved working fruit に よ る first, the characteristic の raised strong, sharpen, の presence of を parsing し た. Above の results を に し て 1 ナ ノ メ ー タ particles and び aggregate の フ ォ ト ニ ッ ク デ バ イ ス, light 単 electronic element, battery materials, molecular recognition セ ン サ ー, power variations in catalyst, such as と し て の の special performance を review 価 し, atomic number の precision で ナ ノ tectonic と material function を catch え る と material material science engineering へ の contribution を 総 enclosed し た.

项目成果

Atomistic growth of silver clusters on a Si(111)7x7 surface

Si(111)7x7 表面上银簇的原子生长

• 发表时间: 2007
• 期刊: J.Phys.Chem. (In press)
• 作者: T.Takanaka;H.Takahashi;M.Wada Takeda;S.Kirihara;Y.Miyamoto;K.Sakpda;G.Ishikawa;Akio Matsumoto;A.Kasuya et al.
• 通讯作者: A.Kasuya et al.

Aomistic Growth of Silver Clusters on a Si(111)-(7x7)Surface

银簇在 Si(111)-(7x7) 表面上的无序生长

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series 61
• 作者: Kasuya;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Ultra-Stable Nanoparticles in AIIBV) (AII=Cd, Zn; BVI=S, Se, Te) Compounds

AIIBV) (AII=Cd, Zn; BVI=S, Se, Te) 化合物中的超稳定纳米颗粒

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9
• 作者: Kasuya;et.al.
• 通讯作者: et.al.

Surface phonon dispersion of the deuterium-terminated Si(111)-(1 × 1) surface

氘端 Si(111)-(1 × 1) 表面的表面声子色散

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys. Rev. B75
• 作者: 安啓一;宮内裕介;程島奈緒;林奈帆子;井上豪;荒井隆行;進藤美津子;A.Kasuya et al.
• 通讯作者: A.Kasuya et al.

精密1nm構造に実現可能な物質機能の科学

可在精确的 1nm 结构中实现的材料功能科学

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Higchi;K. Higuchi;粕谷厚生
• 通讯作者: 粕谷厚生