• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Design of a novel multi-scale solid phase reaction process by electronic state control

Research Project

Project/Area Number 20K21129
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Sato Kazuhisa  大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (70314424)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords内殻電子励起 / 局在表面プラズモン / 格子変調 / 固相反応 / 電子状態 / 局在表面プラズモン共鳴
Outline of Research at the Start

本研究では、内殻電子励起による化学結合切断と局在表面プラズモン共鳴による格子変調との協奏により、"電子状態を直接操作"して、実現可能な無機固相反応の対象を拡大し、さらに反応領域選択制を活かして、新材料創製の礎となる新規マルチスケール固相反応プロセスを創出する。

Outline of Final Research Achievements

We attempted to produce a novel multi-scale solid phase reaction process by combining electronic excitation and localized surface plasmon resonance (LSPR). When the dose of the irradiated electron (75 keV) is below the threshold (about 10 to the 23rd power e/m2), lattice expansion of Cu and Au nanoparticles, possibly induced by LSPR, was detected during the laser irradiation with wavelength of 532nm, while metal silicide was not formed. On the other hand, when the dose exceeds the threshold (about 10 to the 26th power e/m2), metal silicide was formed only by 75 keV electron irradiation. It was found that supply of Si by dissociation of amorphous SiO2 is indispensable for the progress of the interfacial solid phase reaction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電子励起による原子移動を利用することにより、熱処理では進行し得ない固相反応が常温で進行する場合がある。本研究では、電子励起とともに局在表面プラズモン共鳴(LSPR)による格子変調を協奏的に組み合わせて原子移動を活性化し、常温で化合物を自在に形成する新規固相反応プロセスの創出を試みた。電子励起とLSPRとの協奏効果を直接検証するには至っていないが、電子励起による酸化物の解離が固相反応の起点と考えられることなど、反応プロセス確立に必要な要件等が明らかになりつつある。反応領域をナノからサブミリメートルまでマルチスケールに選択できる点が本提案手法のユニークな特徴であり、広範な分野への応用が期待される。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Athermal Solid Phase Reaction in Pt/SiOx Thin Films Induced by Electron Irradiation2021

    • Author(s)
      Sato Kazuhisa、Mori Hirotaro
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 6 Issue: 33 Pages: 21837-21841

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c03604

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Promotion in solid phase reaction of Pt/SiOx bilayer film by electron-orbital-selective-excitation2021

    • Author(s)
      H. Yasuda, K. Sato, S. Ichikawa, M. Imamura, K. Takahashi and H. Mori
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 894-898

    • DOI

      10.1039/d0ra07151j

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] TaSe2の長周期構造と構造欠陥に及ぼすTi添加効果2022

    • Author(s)
      佐藤 和久、松下 隼也
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第78回学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子照射によるPt/SiOx界面でのα-Pt2Si形成2022

    • Author(s)
      佐藤 和久、森 博太郎
    • Organizer
      日本金属学会2022年春期(第170回)講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] AuTe2スパッタ薄膜の極微構造と相変態2021

    • Author(s)
      薄井 洸樹、Sun Haiming、市川 聡、市川 修平、畑中 修平、佐藤 和久
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子照射によるAu-Si準安定化合物の形成2021

    • Author(s)
      太田 和弥、市川 修平、畑中 修平、佐藤 和久
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超高圧電子顕微鏡を活用した材料組織変化の高速その場観察2021

    • Author(s)
      佐藤和久
    • Organizer
      日本顕微鏡学会関西支部特別講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 合金ナノ粒子における短範囲規則構造と規則-不規則変態2020

    • Author(s)
      佐藤 和久
    • Organizer
      ナノ学会 ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi