X線吸収分光の「その場」観察と計算手法を組み合わせによるナノ物質研究

X射线吸收光谱“原位”观察与计算方法相结合的纳米材料研究

• 批准号: 08F08603
• 负责人: 大柳 宏之
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08603/
• 关键词: ナノ粒子; CdSe; EXAFS; ナノ粒子形成初期過程; 表面修飾; マイクロリアクタ; ナノ結晶; XANES; 核発生; その場観察; 放射光

直経数nmのナノ粒子はサイズ効果によりバンドギャップ(したがって光学吸収帯の波長)を大幅に変化させることができるため、物質科学および電子材料への応用の見地から、大きな注目を集めている。当該研究者は、粒子径に依存した可視領域の波長可変発光が特徴の典型的なナノ粒子材料であるCdSeに着目してナノ粒子形成初期過程を放射光X線吸収法EXAFSを用いて研究した。通常の反応セルと時間分解EXAFSの組み合わせでの定点反応その場観察も可能であるが、本研究では原料を数100ミクロン幅のマイクロチャネル(セル)中を高速でフローさせて反応を起こすマイクロリアクタ(Microfluidic cell)を用いてナノ粒子形成初期過程を調べた。原料注入地点を反応開始地点とし、フロー方向の場所に対応した限定空間の情報は反応開始からの経過時すなわち時間分解情報と等価である。開発された装置ではFig.1に示すように原料溶液を混合してリアクタに導入し、反応時間に対応した場所で蛍光X線収量測定を行う。一般的に定点観測では測定系の時間分解能や統計誤差により反応条件が制限されるが、時間分解を空間に変換するマイクロリアクタでは、原材料の消費が少ないので反応条件を広くとり、条件の最適化が可能である。当該研究者は重要な展開はキネテイクス情報から直接、ナノ粒子構造情報(粒子サイズ(D)と粒子濃度(N)が得られることをみいだした。この導出方法は直接的にこれらの情報を微量試料に対して得る事のできる優れた手法であり、今後、標準的な計測手法として応用が期待されている。

The number of nm particles in the optical absorption spectrum has changed greatly since the beginning of the decade, and the scientific and practical aspects of electronic materials have been focused on. When the researchers focused on the particle diameter dependence, wavelength variable light emission in the visible field, and characteristics of typical particle materials such as CdSe, the initial process of particle formation, and X-ray absorption method EXAFS, they studied them. In this study, the number of raw materials was 100, the amplitude was 100, and the initial process of particle formation was modulated. Raw material injection location, reverse start location, reverse direction location, limit space information, reverse start time, time decomposition information, etc. Figure 1 shows how to mix raw material solutions, how to introduce them, how to react to them, and how to measure X-ray emission. General fixed-point measurement system time decomposition energy, statistical error, inverse conditions, constraints, time decomposition, spatial transformation, consumption of raw materials, inverse conditions, optimization of conditions, possibilities When the researcher develops the information of particle structure (particle size (D)) and particle concentration (N), he obtains the information of particle structure (D) and particle concentration (N). This method is based on direct measurement of trace amounts of sample and standard measurement techniques.

项目成果

In-situ EXAFS study of nucleation process of CdSe nanop articles

CdSe 纳米粒子成核过程的原位 EXAFS 研究

• 发表时间: 2009
• 作者: Z. Sun;H. Oyanagi;M. Uehara;K. Yamashita;A. Fukano;H. Maeda
• 通讯作者: H. Maeda

Low-temperature lattice anomaly in LaFeAsO0.93F0.07 probed by X-ray absorption spectroscopy: Evidence for strong electron–lattice interaction

X 射线吸收光谱探测 LaFeAsO0.93F0.07 中的低温晶格异常：强电子-晶格相互作用的证据

• DOI: 10.1016/j.physc.2009.11.161
• 发表时间: 2010
• 期刊: Physica C-superconductivity and Its Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: H. Oyanagi;Changjin Zhang;Z. Sun;Y. Kamihara;H. Hosono
• 通讯作者: H. Hosono

Evidence of substitutional Co ion clusters inZn1−xCoxOdilute magnetic semiconductors

• DOI: 10.1103/physrevb.77.245208
• 发表时间: 2008-06
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Zhihu Sun;Wensheng Yan;Guobin Zhang;H. Oyanagi;Ziyu Wu;Qinghua Liu;Wenqing Wu;T. Shi;Z. Pan;P. Xu;Shiqiang Wei

Low-temperature lattice structure anomaly in the LaFeAsO0.93F0.07 superconductor by x-ray absorption spectroscopy: Evidence for a strong electron-phonon interaction

• DOI: 10.1103/physrevb.78.214513
• 发表时间: 2008-12-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Zhang, C. J.;Oyanagi, H.;Hosono, H.
• 通讯作者: Hosono, H.

Structure determination of W-capsulated Si cage clusters by x-ray absorption fine structure spectra

X射线吸收精细结构光谱测定钨包覆硅笼团簇的结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: J.Phys.D : Appl.Phys. 42
• 作者: Z.Sun;H.Oyanagi;et.al.
• 通讯作者: et.al.