| Project/Area Number |
05J00419
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Thin film/Surface and interfacial physical properties
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
柳澤 啓史 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | B-C-N蜂の巣構造薄膜 / BC_3蜂の巣構造薄膜 / グラファイト / フォノン分散曲線 / 高分解能電子エネルギー損失分光法 / 第一原理計算 |
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| Research Abstract |
現在、物質科学の分野で、新奇な機能的構造や物理現象の探求のために、ホウ素、炭素、窒素からなる蜂の巣構造の新しい化合物(B-C-N蜂の巣構造化合物)の作製と、その物性評価は重要な課題となっています。
最近、本研究の流れにおいて、金属二ホウ化物内の不純物炭素原子の表面析出現象を利用して、組成の異なるB-C蜂の巣構造薄膜を作製する方法を開発しました。作製されたB-C蜂の巣構造薄膜の中で、BC_3蜂の巣構造薄膜は表面全体を一様に覆っているエピタキシャル膜であることが実験的に示唆されていました。BC_3はグラファイトと同じ蜂の巣構造をもった物質で、(1)グラファイトに比べると電気伝導度が高いことが実験で示され、(2)高い超伝導転移温度(T_C=70K以上)を持つ可能性を理論的に予想される等、基礎、応用の多くの分野で注目を集めています。しかし、BC_3は20年前にその構造と作製方法が提案されたにも関わらず巨視的なスケールの結晶が作製されなかったため、その物性(格子定数や原子位置、結合状態、電子構造、フォノン構造)に関する情報を実験的に得ることが出来ていないのが現状であります。
本研究では、作製したB-C蜂の巣構造薄膜のフォノン分散曲線を、高分解能電子エネルギー損失分光法を用いて測定し、第一原理計算を用いたフォノンエネルギー計算を行うことで、BC_3のフォノン分散曲線を解析すると共に、組成、格子定数、電子状態の実験結果と合わせて、この薄膜がBC_3であることを同定しました。また、BC_3が試料加熱により成長する過程において、BC_3よりも格子定数の長いもう一つのBC_3が成長することを、組成、格子定数、フォノン構造の実験結果及び、第一原理計算を基にしたフォノンエネルギー計算による解析を用いて明らかにしました。
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