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局在水素の電子分光間接イメージング法の開発

局域氢间接电子能谱成像方法的发展

基本信息

批准号：
20656102
负责人：
武藤俊介
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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

项目摘要

本研究は,転位や界面のような一次元もしくは二次元ナノ格子欠陥に捕捉された「究極の軽元素」である水素の空間分布を,透過電子顕微鏡(TEM)に付随する分析技術を応用して高空間分解能で可視化する汎用的な手法開発の試みである.本年度は特に比較的最近開発された水素吸蔵材料であるAlH_3について、電子線による損傷のためにこれまで困難であったTEM観察および電子エネルギー損失分光スペクトル測定を可能にし、その分解過程と電子状態変化をその場観察することに成功した。これによってAlH_3単結晶試料が、金属アルミニウム微結晶集合体へと分解すること、単結晶粒の表面には3-5nmのアルミ酸化物層(非晶質アルミナ)が形成されており、このことによってAlH_3が大気中でも分解せずに比較的安定に存在していることが明らかになった。またAlH_3相のAl-L_<2,3>吸収端スペクトルと第一原理量子化学計算によるスペクトル予測を比較し、Al-H結合に特有なピーク位置、形状を再現することができ、さらにこの材料におけるAl-H間の結合が共有結合的であることがわかった。これらのことは水素を直接見るのではなく、水素が周囲の元素と結合を作り、このことによって結合した元素の電子状態を大きく変えることを利用して、水素の分布を可視化する可能性を拓くものである。

In this study, the spatial distribution of water element at the interface between the two elements was captured by a two-dimensional lattice, and the spatial distribution of water element was visualized by electron microscopy (TEM) with high spatial resolution. This year, the most recent developments in the field of water absorption materials have been successful in detecting the electron damage caused by AlH_3 and electron radiation. A 3-5nm acid layer (amorphous layer) was formed on the surface of single crystal AlH_3 sample, and a relatively stable layer existed on the surface of single crystal AlH_3 sample. Al-L_<2,3> absorption end of AlH_3 phase is selected by first-principles quantum chemical calculation. The prediction of Al-H bond is compared with that of Al-H bond. The position and shape of Al-H bond are reproduced. The water element is directly visible. The water element is combined with the element. The electronic state of the element is greatly changed. The water element distribution is visualized.