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無機エレクトライドの探索と物性の評価

Research Project

Project/Area Number 04J04659
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

戸田 喜丈  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsナノポーラス結晶 / 電子伝導性酸化物 / エレクトライド / 仕事関数 / 電子放出 / 生成エンタルピー / 活性アニオン
Research Abstract

[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(e^-)_4(Cl2A7:e^-)は化学量論組成中に電子(電子アニオン)を含んでおり、電子化物(エレクトライド)とみなせる。C12A7:e^-は[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(O^<2->)_2で表されるナノポーラス結晶がべ一スとなっており、[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>がナノポーラス構造の由来となっているケージを構成している。電子アニオンはこのケージに緩く包接されているO^<2->を置換したものである。今までに行ってきた熱電子放出及び電界電子放出特性の実験的評価から、この電子アニオンは比較的容易に外部に取り出せることが明らかになっており、C12A7:e^-は仕事関数が低いことが示唆されたが、信頼できる値は得られていなかった。そこで、可視光から近紫外光を用いた波長可変型光電子収率スペクトル測定を行い、〜2.4eVという値を得た。〜2.4eVという仕事関数はアルカリ金属のカリウムに匹敵する低い値であるがC12A7:e^-は大気中に放置しておいても分解することはなく、"導電性"、"低い仕事関数"、"化学的安定性"といった相容れない性質を併せ持つ特異な物質であることが分かった。[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>で構成される強固な結晶骨格がこれらの性質を両立させる由来となっていると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Synthesis of a Room Temperature Stable 12CaO・7Al_2O_3 Electride from the Melt and Its Application as an Electron Field Emitter2006

    • Author(s)
      Sung Wng Kim
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 18

      Pages: 1938-1938

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Czochralski Growth of 12CaO・7Al_2O_3 Crystals2006

    • Author(s)
      Kazuo Kurashige
    • Journal Title

      Crystal Growth Design 6

      Pages: 1602-1602

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron field emission from TiO_2 nanotube arrays synthesized by hydrothermal reaction2006

    • Author(s)
      Masahiro Miyauchi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 89

      Pages: 43114-43114

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 電子放出源としてのC12A7エレクトライド2006

    • Author(s)
      戸田 喜丈
    • Journal Title

      月刊ディスプレイ 12

      Pages: 18-18

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Energetics of Formation and Oxidation of Microporous Calcium Aluminates : A New Class of Electrides and Ionic Conductors2005

    • Author(s)
      Olga Trofymluk
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 17

      Pages: 5574-5574

    • Related Report
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  • [Journal Article] Intense thermal field electron emission from room temperature stable electride2005

    • Author(s)
      戸田 喜丈
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 87

      Pages: 254103-254103

    • Related Report
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  • [Journal Article] Electronic insulator-conductor conversion in hydride ion-doped 12CaO・7Al_2O_3 by electron-beam irradiation2005

    • Author(s)
      林 克郎
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 86

      Pages: 22109-22109

    • Related Report
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  • [Journal Article] Formation of inorganic electride thin films via site-selective Extrusion by energetic inert gas ions2005

    • Author(s)
      宮川 仁
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 97

      Pages: 23510-23510

    • Related Report
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  • [Journal Article] Field emission of electron anions clathrated in subnanometer-sized cages of[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(4e^-)2004

    • Author(s)
      戸田 喜丈
    • Journal Title

      Advanced Material 16

      Pages: 685-685

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 自然ナノ構造を利用した新機能開拓-安定なエレクトライドの合成と冷電子源としての応用-2004

    • Author(s)
      神谷 利夫
    • Journal Title

      ファインケミカル 33

      Pages: 22-22

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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