| 研究課題/領域番号 |
19K15439
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
山崎 憲慈 北海道大学, 工学研究院, 助教 (10732985)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 金属単原子 / 単原子触媒 / TEM / グラフェン / 単原子スパッタリング / TEM、STEM / 電子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では単原子触媒材料として期待されるPt単原子分散体の原子分解能、3次元でのイメージングを行う。申請者独自のPt単原子分散手法を用いたサンプルに対して収差補正透過型電子顕微鏡による原子分解能イメージング、原子分解能EELS解析を行い窒素ドープグラフェンにアンカーされたPt単原子の3次元原子配置を示すことによって、Pt単原子の安定化に対する窒素の作用を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
グラフェン上に白金（Pt）単原子を形成する場合、グラフェンを窒素ドーピングすることによってPt原子が凝集することを抑制することをこれまでに示してきたが、グラフェン上でのPtとNの原子構造は明らかになっていないため、凝集を抑制するメカニズムはわかっていなかった。本研究では収差補正走査透過型顕微鏡（STEM）を用いた電子エネルギー損失分光(EELS)マッピングを行い、窒素ドープグラフェンのステップエッジ上Pt単原子の原子配置を明らかにした。さらに得られた原子配置をを基に第一原理計算を行い、結合の安定性等を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
単原子触媒の化学反応活性の高さは吸着構造に大きく影響する。これまでにグラフェン上のPt単原子の多くがグラフェンのステップエッジに多く吸着し、ステップエッジでの原子配置を明らかにしたが、より単原子が安定に存在する窒素ドープグラフェンの原子配置を明らかにした例はこれまでなかった。本研究では収差補正走査透過型顕微鏡（STEM）を用いた電子エネルギー損失分光(EELS)マッピングによって窒素ドープグラフェン上のPt単原子の原子配置を始めて明らかにし、理論計算によって吸着構造の電子状態を明らかにした。
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