利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0165

利用課題名 / Title

主要族元素を用いた新規ナノ構造体の構造解析と物性解明

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

PPMS、金属クラスター,X線回折/ X-ray diffraction

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

神戸徹也

所属名 / Affiliation

東京工業大学　科学技術創成研究院

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

府川和弘 ,飯盛桂子,山原弘靖

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-203：粉末X線回折装置
 UT-304：極限環境下電磁物性計測装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

主要族元素からなる金属クラスターは様々な量子特性が発現できることから注目されている物質群である。我々はこれまでに鋳型高分子を利用した超原子を含む金属クラスターを合成してきた。さらに最近ではホウ素からなる二次元構造体の合成にも成功している。本研究ではその構造解析や機能解明を目的として実験を行った。

実験 / Experimental

粉末X線解析はガラスキャピラリーを用いて行った。サンプルを詰めたガラスキャピラリーを真空下で封緘することでサンプルを調整した。回転させながらX線解析を行うことで構造情報を得た。極限環境下電磁物性計測はビスマスクラスターに対して行った。1ナノメートル程度に制御合成したビスマスクラスターをシリカや酸化チタン、炭素担体に担持させることで測定した。

結果と考察 / Results and Discussion

ホウ素を基本骨格として有するナノ材料に対して粉末X線回折を測定した結果、目的の二次元層状構造を有していることが明らかとなった。また、相転移前後での構造変化をとらえることで、二次元材料の層間距離と構成元素との関係を明らかにできた。また、ビスマスクラスターに対する電磁物性計測において、低温状態での物性変化がバルクを有している。その結果、バルク状態とは異なる磁気特性を得ることができた。今後、サイズや原子数の変化による物性変化を解明することで新たな機能性ビスマスクラスターの開拓につながる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Tetsuya Kambe, Chemical bottom-up approach for inorganic single-atomic layers aiming beyond graphene, Dalton Transactions, 52, 15297-15302(2023).
DOI: 10.1039/d3dt01636f
Hisanori Muramatsu, Synthesis and functionalities of FeSn₁₂ superatom prepared by single atom introduction with a dendrimer template, Chemistry – A European Journal, 30, (2024).
DOI: https://doi.org/10.1002/chem.202400060

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件