2018 Fiscal Year Annual Research Report
New evolution of materials concept and application of electrides
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17H06153
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
細野 秀雄 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30157028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松石 聡 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (30452006)
多田 朋史 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (40376512)
飯村 壮史 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80717934)
金 正煥 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 助教 (90780586)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子化物 / モット絶縁体 / トポロジカルエレクトライド / 2次元エレクトライド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の主な成果は以下のように纏められる。
（１）2次元エレクトライドの電子構造とトポロジカル性の提唱Y2C単結晶の角度分解光電子分光でよって、バンド構造を実測し、バンド計算で得られ電子状態とほぼ同じバンド分散が実測された。これによって、層間にアニオン電子が存在する２Dエレクトライドであることが実験的にも実証された。また、２Dエレクトライドがフェルミレベル付近でアニオン電子のバンドが反転しやすいので、トポロジカル物質になりやすいことを見出した。
（２）モット絶縁体の電子化物の実現～一次元エレクトライドYb5Sb3は、バンド計算では金属になるはずだが、バンドギャップが開いており、スピン＝１/2のCurie磁性を示すことから、モット絶縁体の電子化物であることを見出した。
（３）圧力印可による2次元エレクトライドの低次元化～２Dエレクトライド物質Ca2Nに高圧をかけていると、アニオン電子が存在する空間が、２D（金属）＝＞１D ＝＞０D（絶縁体）と変化することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
懸案であった２D電子化物でアニオン電子が正電荷を帯びたスラブの層間に存在することのより直接的な証明が、Y2Cを使ってARPESで得られた。また、Topological Electrideとして２D電子化物が有力であることを理論家との共同研究で報告できた。また、同じ構造、活性金属元素を含む金属間化合物において、活性アニオン電子が存在するとしない物質でアンモニア合成触媒としての活性が顕著に違うことを明らかできた。結果は現在、論文化の準備を進めている。
予定していたアモルファスエレクトライドのアニール効果については、予備的検討にとどまってしまい、まとまった結果を得るには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）アモルファスエレクトライドの構造・物性に対するアニール効果を明らかにする
（２）C12A7電子化物の表面に電子構造の解明
（３）属間化合物の電子化物を用いた触媒反応の検討
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