金属酸化物単分子分散体の実現

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本研究では申請者がこれまでに進めてきた単原子スパッタリング法を応用し、金属酸化物の単分子分散体を作製し、収差補正透過型電子顕微鏡（TEM）による原子分解能イメージングと第一原理計算により原子配置と単分子特有の電子状態を明らかにすることを目的としている。これまではプラズマスパッタリングを用いたPt単原子の分散体の作製に成功し、収差補正TEMを用いてPt元素同定と原子分解能イメージングを達成した。本年度は酸化チタンをターゲットとして用いたRFスパッタリングによる単分子化の検証と酸素単原子の同定手法開発を行った。酸化チタンの単分子化に関しては、RFスパッタリング時の条件探索を行い、一部の領域についてグラフェン表面にチタン原子が単原子化されていることが確認できた。単原子化の確認は収差補正STEMの実像によって行った。しかし、酸化物を形成する酸素原子の同定はできなかった。酸化チタンが単分子としてスパッタリングできていればチタン原子に酸素原子が隣接するはずであるが、実像の解析では酸素原子が判別できず、EELS測定によっても単原子の検出はできなかった。グラフェン上のチタン原子はTEM観察中の電子線照射により表面を拡散してしまうので、元素同定が困難であった。観察中に酸素単原子の検出に関しては、酸化グラフェンの原子分解能イメージング、EELS測定を行い、酸化グラフェン中に含まれる酸素単原子の検出に別途成功しているので、酸化グラフェン測定の条件を参考に今後チタン原子に酸素が隣接しているかの検証を行う。