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2次元q分解EELS解析法の構築と熱線遮蔽材電子励起の局在性評価への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14075
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 庸平  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70455856)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード電子エネルギー損失分光法 / 熱線遮蔽材料 / 運動量移送分解 / 運動量移送分解EELS / 物性実験 / 電子線分光 / 電子顕微鏡
研究成果の概要

熱線遮蔽材料として用いられている六方晶Cs0.33WO3結晶(CWO)の、キャリア電子によるプラズモン振動の異方性を解明するため、運動量移送分解電子エネルギー損失分光法(q-EELS)を実施し、CWOのプラズモン振動の結晶方向依存性を明らかにした。結晶方向に依存して異なるエネルギーのプラズモン振動を計測することに成功した。この結果から、異方的な2つのプラズモンモードが高効率光遮蔽性能の起源であることが明らかになった。本解析手法による光散乱メカニズムの解明は、さらなる高効率フィルター材料を開発するための指針となり、新しい光機能性を持つマテリアルデザインへ役立つと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果により、電子顕微鏡を用いた運動量移送分解電子エネルギー損失分光法(q-EELS)の解析法を構築した。この手法を用いて、実用材料である熱線遮蔽物質Cs0.33WO3のプラズモン振動の異方性を明らかにした。近赤外領域で励起される2つのプラズモン振動モードが、広いエネルギー範囲の近赤外光を吸収する起源であることが明らかになり、高効率光吸収機構の解明に成功した。本解析手法による光散乱メカニズムの解明は、さらなる高効率フィルター材料を開発するための指針となり、新しい光機能性を持つマテリアルデザインへ役立つと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Anisotropic plasmons due to carrier electrons in Cs-doped hexagonal WO3 studied by momentum transfer resolved electron energy-loss spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei K. Sato, Masami Terauchi, and Kenji Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 126 号: 18 ページ: 185107-185107

    • DOI

      10.1063/1.5115068

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] qEELSを用いたシリコンクラスレート化合物のキャリア特性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤庸平、岩下哲士、寺内正己、森戸春彦、山根久典
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Carrier plasmon of LaB6 studied by momentum transfer resolved EELS2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, J. Kamoi, and M. Terauchi
    • 学会等名
      20th International Symposium on Boron, Borides and Related Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動量移送(q)分解EELSによる機能性材料中のキャリア電子特性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤庸平、岩下哲士、町田佳輔、寺内正己、森戸春彦、山根久典、足立健治
    • 学会等名
      日本金属学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Momentum transfer resolved EELS study of anisotropic carrier plasmon2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Sato, Masami Terauchi, and Kenji Adachi
    • 学会等名
      International Microscopy Congress 19th
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] qEELSを用いたLaB6キャリアープラズモンの研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤庸平
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] qEELS測定による電子ドープWO3の電子構造の研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤庸平
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動量移送分解EELS測定によるCsドープWO3の電子構造研究II2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤庸平
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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