2017/09/14
庆应义塾大学
京都大学
庆应义塾大学理工学部化学科の角山寛規 専任講師、および中嶋敦 教授 (慶應義塾基礎科学?基盤工学インスティテュート主任研究員)らは、京都大学化学研究所 水畑吉行 准教授、および時任宣博 教授（同研究所長）らと共同で、気相中で生成させた化学種を液体中に直接打ち込むという新たな手法を開発して、金属原子１個を内包したシリコン原子16個からなるケージをもつ球形の「金属内包シリコンナノクラスターM@Si16」を大量合成し、構造決定することに成功しました。
数个から千个程度の原子?分子が集合したナノクラスターは、原子?分子より大きく、またバルクよりも小さく、そのどちらとも违った性质や机能をもっています。その性质が、原子数や组成、荷电状态によって制御できるため、触媒、电子デバイス、磁気デバイスなどへの応用が期待されています。特に、エレクトロニクス分野では、シリコンなど半导体材料のナノクラスター1つ1つを积み木のように组み上げて、新たな机能をもつ超微细集积构造を生み出す技术が注目されています。しかし、これまで気相合成されたナノクラスターの生成量が极めて微量であったため、その构造を材料応用の视点から评価することは极めて困难でした。
本研究グループは、チタン(罢颈)やタンタル(罢补)の金属原子を内包させた罢颈蔼厂颈16、罢补蔼厂颈16を大量に気相合成し、ポリエチレングリコールの液体中に打ち込むことで化学的精製を行いました。また、その构造を评価し、その结果、これらのナノクラスターがこれまでのシリコン化合物にはない新たな结合様式をもつ、かご型构造であることを明らかにしました。これらの结果は、太阳电池や电子デバイスの基盘技术として利用価値が高いと考えられます。
本研究成果は、2017年8月28日（米国時間）付けで米国化学会の学術誌「J. Phys. Chem. C」オンライン版に公開されました。
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