ケージ状ナノクラスター複合薄膜の創製とその熱電変換特性の解明
【研究分野】ナノマイクロ科学およびその関連分野
【研究キーワード】
ナノクラスター / 超原子 / 薄膜 / マグネトロンスパッタリング / 表面光電子分光 / 顕微光電子分光 / 金属内包シリコン / 熱電変換特性 / 複合薄膜 / 熱電変換 / 光電子顕微鏡技術
【研究成果の概要】
本研究では、金属内包シリコン１６原子のケージ状ナノクラスターM＠Si16をマグネトロンスパッタリング法によって気相合成し、その蒸着によってナノクラスター薄膜を創製し、２光子光電子分光と顕微光電子分光とを組み合わせてその電子の振る舞いを観測した。主な成果として(1)有機表面上における3-5族金属原子内包M@Si16超原子の化学特性、(2)Lu@Si16とTa@Si16のヘテロ積層膜の作製と界面相互作用の解明、(3)2P-PEEMによる有機分子膜界面の電子ダイナミクスのイメージング、の成果を得た。
【研究の社会的意義】
本研究の成果はM@Si16ナノクラスター超原子を機能物質の構成要素として利用、制御する上で、基板との電荷の授受の観点を踏まえて有機基板を最適化することの重要性を示すものであり、M@Si16超原子を用いた新たな表面修飾ならびにナノ物質科学への道筋を拓くものである。また、異なる中心金属原子のナノクラスター超原子を組み合わせた光電変換機能の設計に関する基礎的理解を与えるとともに、p-n接合を利用した太陽電池や熱電変換素子への展開の有効性を示唆している。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31
【配分額】25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)