Study on Advanced Interface Formation with Functional Nanocluster Monolayers and Their Electronic Properties

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H02002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanomaterials chemistry
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: NAKAJIMA ATSUSHI 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30217715)
• Research Collaborator: Tsunoyama Hironori , 准教授 ; Shibuta Masahiro , 特任准教授
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ナノクラスター / マグネトロンスパッタリング / 表面光電子分光 / マイクロ混合器 / 金属内包シリコン / 超原子 / 有機半導体 / 単分子膜

Outline of Final Research Achievements

Since nanoclusters, consisting of several to a thousand atoms, can be regarded as minimum functional units, the physical properties are evaluated in order to fabricate functional nanocluster units such as metal-encapsulating silicon clusters and rare earth metal-organic molecular sandwich clusters, including the electronic properties of ordered organic molecular films. The main results are (1) preparation of composite films such as organic ligand-protected metal nanoclusters and metal-encapsulating silicon clusters, (2) spectroscopic evaluation of composite interfaces by ultrathin nanocluster films using a two-photon photoemission microscopy, and (3) elucidation of the catalytic activity mechanism of size selective platinum nanoclusters.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではクラスター科学を液相中におけるナノクラスターの精密化学へ展開し、さらに清浄表面評価を軸とする表面科学との融合を図り、また、反応機構解析の物理化学や有機金属錯体に関する合成化学と融合を果たした。さらに、マイクロリアクターの世界最高精度の精密合成手法の高度化を進めた。パルスマグネトロンスパッタリング法(HiPIMS 法)を用いたナノクラスターの選択的大量合成装置の開発、２光子顕微光電子分光法の構築、気相合成における生成収量の向上と独自の液相直接捕捉、SAM膜上での光ダイナミクス、フラーレン／クラスター界面特性など、クラスター以外の分野にも広く興味が持たれる現象と知見を見い出した。