| Project/Area Number |
21K05228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ナノシート / 貴金属 / 合金化 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では次の3点を順次実施する；
①ルテニウム金属ナノシートで培ってきたトポタクティック組成・構造変換法を近年新たに合成された貴金属酸化物ナノシートにおいても実現し、新たな貴金属ナノシートを創製する。
② 新規貴金属ナノシートの原子層数を変化させることで金属としての資質について調べる。
③ 異種貴金属ナノシート(酸化物含む)の超格子薄膜を構築し、これを反応炉に用いることで貴金属単分子が形成するヘテロ界面の基礎的な理解と合金形成に至る過程を理解する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Aim of this study is to create new metal nanosheets and conductive nanosheets. We have succeeded in a synthesis of new 2D nano-materials being composed of platinum atomic layers through a topotactic conversion of platinum oxides nanosheets exfoliated from layered platinum oxides. The resultant nanosheets have a 2D rectangular cell in the lateral dimension unlike the case with the monolayer nanosheets of hexagonal close-packed ruthenium reported in our previous literature. Interestingly, both metal monolayer nanosheets on glass wafers are insulator when the number of the monolayer stacking is less than 2. In the case of more than 3 platinum layers, metallic state can be observed as well as the ruthenium case.
Besides, we have tied to fabricate metal nanosheets consisting of transition metal atoms. Although this attempt was not successful, conductive MoO3-x nanosheets having a large amount of vacancies were obtained by a pseudo-topotactic conversion of exfoliated MoO2 nanosheets.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
三次元的に構造を取りやすい金属では、長らく３次元的にサイズをスケールダウンしたナノ粒子などがナノマテリアル研究の中心であった。我々が本研究等で創製してきた二次元ナノ金属群は大きな構造異方性を有することから、三次元バルクの状態と比べてそれらの構成元素は必然的に特異な結合状態を形成している。バルクでは優秀な電極として知られている白金でも白金ナノシート単層状態では絶縁体であった。このように構成元素間の結合状態と金属状態の発現は密接に結びついており、原子層数を厳密に制御した二次元ナノ金属薄膜をデザインすることで金属の新たな理解に繋がる。
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