【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0243
利用課題名 / Title
正20面体構造をもつ合金物質の原子構造解析
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）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
正20面体、微細組織、STEM,電子顕微鏡/ Electronic microscope
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)
肖 英紀
所属名 / Affiliation
秋田大学 大学院理工学研究科
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
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
正20面体対称性をもつ多面体を局所構造にもつ単位胞の大きい複雑結晶が数多く報告されており、近年それらの特徴的な物性が明らかとなってきた[1]-[3]。本研究では、このような正20面体原子クラスターを含む結晶を合成し、その局所構造や微細組織の特徴を走査透過電子顕微鏡(STEM)により明らかにすることを目的としている。今回は、最近我々が発見したGa-Pd-Tb合金系[4]における正20面体準結晶関連結晶(近似結晶)のPdをPtに、TbをYbに置換した新たな物質を合成し、それらの局所構造をSTEMにより観察した。
実験 / Experimental
試料は全てアーク溶解法および真空中熱処理することにより作製した。合金を粉砕した粉末試料に対して、球面収差補正200 kV STEM (JEM-ARM200F)により、環状暗視野(Annular dark-field; ADF)像を取得した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1に今回観察したGa-Pt-Yb系2/1近似結晶および1/1近似結晶のそれぞれ[001]方位から得られたHAADF-STEM像を示す。図中に単位格子および正20面体クラスターのネットワークを示してある。格子定数は2/1近似結晶では2.3 nm、1/1近似結晶では1.4 nmであり、この巨大単位格子をもつ立方晶中には、先行研究のGa-Pd-Tb系[4]と同様希土類元素であるYbの20面体構造が見て取れる。したがって、PdをPtに、TbをYbに置換した新たな2/1および1/1近似結晶が得られた。磁性測定の結果、これら近似結晶中のYbは3価に近い磁気モーメントをもつことが明らかになった。今後正20面体構造をもつ物質の物性解明に向けて、重要な成果を得た。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 (a) Ga-Pt-Yb系2/1近似結晶および(b) 1/1近似結晶のHAADF-STEM像．
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1] K. Deguchi et al., Nature Materials 11 (2012) 1013.[2] T. Hiroto et al., Journal of Physics: Condensed Matter 26 (2014) 7.[3] K. Deguchi et al., Journal of the Physical Society of Japan 84 (2015) 023705.[4] Y.-G. So et al., Journal of Physics: Conference Series 1458 (2020) 012003.
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 肖英紀, "Ga-Pt-Yb系2/1および1/1近似結晶の形成", 日本金属学会2023年春期(第173回)講演大会, 2023年9月
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