2019 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, 元素戦略研究センター, 特命教授 (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, 特任教授 (40376512)
飯村 壮史 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 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 / 金属間化合物 / 触媒 / バンド構造 / 電子物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) C12A7エレクトライドの表面の電子状態の解明と金属への電子移動： C12A7:eはへき開面を有しないので、いろいろな表面が生じる。解析の結果、7種の独立な表面が形成することを明らかにした。これらの面での面の電子分布は2011年にACS NANOに報告したSTM像とほぼ一致した。次に(001)面上に吸着したAu原子と間の電子移動を計算した。Auは凝集してクラスタ－を形成するよりも負の電荷を有する単原子として存在する方が安定であることが分かった。この結果はC12A7表面が単原子解触媒の担持に適していることを示唆している。
(2) (1)の結果に基づき、Pd原子をC12A7表面に担持をし、単原子Pdの固定化に成功した。単原子触媒の課題である加熱による凝集も600℃まで生じないことが分かった。C-C結合形成を鈴木カップリングをこの単原子触媒を用いて検討したところ、Pdナノ粒子よりも1桁活性が高いことを見出した。この成果はNat.Commun.誌に掲載され editor's highlightに選定された。
(3) 前年度までに金属ヒドリドはRu担持によりヒドリドイオンが表面で欠損し表面エレクトライドが生成しやすいことを明らかにした。この成果に基づき、オキシナイトライドーハイドライドのペロブスカイトを合成し、アンモニアの低温合成の触媒として優れた特性を示すことを見出した。
(4) 金属間エレクトライドとして注目しているCeFeSi型化合物について、フェルミレベル付近に存在する擬ギャップと物性の関係を明らかにした(Inorg Chem誌掲載)
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は具体的な目算の付いていなかった金属間化合物のエレクトライドと表面エレクトライドの原型を前年度までに見出すことができたので、今年度からの展開がずっと楽になった。
また、C12A7エレクトライドについて、最表面の電子状態の計算により2011年に発表したSTM像との対応がとれた。これにより、単原子触媒という新しい展開を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・金属間化合物エレクトライドの探索と化学反応への応用
・表面エレクトライドの探索とアンモニア合成触媒としての応用
・新エレクトライドのMaterial Informaticsによる探査
・アモルファスエレクトライドについては、前年度にかなりデータの取得ができたので論文化を行う
・Chemical Review誌から総説の寄稿を依頼されているので、この機会に進歩をまとめたい。
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Research Products
(23 results)
