回折および分光手法による酸化物表面での局在量子構造解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12130201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松原 英一郎 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90173864)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠田 弘造 東北大学, 工学研究科, 助手 (10311549) ; 佐藤 修彰 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (70154078)
• Keywords: 局在量子構造 / 元素選択性 / XANES / X線異常散乱 / 硫化物 / X線回折法 / フラーレン / カーボンナノチューブ

Research Abstract

本研究では、吸収端近傍での異常散乱現象を利用したX線異常散乱法、吸収端の微細構造を使ったEXAFS法およびXANES法、原子像の実像を直接決定できる蛍光X線ホログラフィー法などの回折・分光法による局所環境原子構造および局所格子歪みの解析による局在量子構造評価により、(1)局在量子構造解析の基づく新しい硫化亜鉛光触媒の設計、(2)局所格子歪みの実験的解析法の確立とその解析法による半導体材料設計の提案、(3)酸化物表面界面構造解析によるセラミックス材料設計という3つのテーマについて研究を行うことを目指している。今年度得られた具体的な研究成果について箇条書きに整理して以下に述べる。
(1)について
・フラーレン類及びカーボンナノチューブを化学反応の核として利用し硫化亜鉛結晶を溶液中から析出させる手法を確立した。
・フラーレンを反応核として、これまでに報告されていない全く新しい硫黄とフラーレンの化合物の作製に成功した。現在、その構造解析と物性の解析を進めている。
(2)について
・コンピュータシミュレーションにより、多波長蛍光X線ホログラフ技術を使って、局所格子歪みの解析が可能であることを確認した。
・解析に使用する半導体の成長基板となる無歪みSiGe単結晶作成法を開発した。
・蛍光X線ホログラフィー装置の立上げを行い、現在手法の改良のための基礎実験を行っている。
(3)について
・表面・界面解析用X線散漫散乱装置の立上げを行い、現在測定用ソフトの開発を行っている。

Research Products

• [Publications] 松原英一郎: "X線回折による酸化物ガラスの局所構造"まてりあ. 39. 575-579 (2000)
• [Publications] E.Matsubara et al.: "Anomalous X-ray Scattering Study of Amorphous Fe_<70>M_<10>B_<20>"Mater.Trans.JIM 41 (2000) 1379-1384. 41. 1379-1384 (2000)
• [Publications] Y.Wang et al.: "Synthesis of Pb TiS_3 in sulfur melt"Shigen-to-Sozai. 116. 703-710 (2000)
• [Publications] Y.Wang et al.: "Effect of halide addition on the syntheses of PbTiS_3 and Ba_x TiS_y in sulfur melt"J.Alloys Compd.. 311. 214-223 (2000)
• [Publications] Y.Azuma et al.: "Growth of SiGe bulk crystal with uniform composition by directly controlling the growth temperature at the crystal-melt interface using in-situ monitoring system"J.Cryst.Growth,. (in press). (2001)
• [Publications] N.Usami et al.: "SiGe bulk crystal as a lattice-matched substrate to GaAs for solar cell applications"Appl.Phys.Lett.. 77. 5253-5328 (2000)