| 研究課題/領域番号 |
20K20552
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉田 秀人 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00452425)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | ナノギャップ / 電子顕微鏡 / 原子スケールその場観察 / 電界蒸発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新規物質の合成法の開拓は理工学のあらゆる分野で重要である。特にナノメータースケールでサイズ、構造、および機能を制御した物質を、機能を発揮したい環境においてその場で合成する技術が今後、必須となると考えられる。本研究では、ナノメーターサイズの空隙（ナノギャップ）において、固体と気体から、通常の環境では存在できない物質を、電子的な励起を制御することで人工的に生成・消滅させる方法を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
気体中で電圧を印加した金、パラジウム、白金ナノギャップ電極において、電極表面の構造が原子スケールで変化する現象を環境制御型透過電子顕微鏡により可視化することに成功した。電極表面の原子配列が乱れ、電界蒸発により原子が正極から負極に移動する様子を観察した。また、酸化物や窒化物のナノ構造が電極表面で形成・消失する現象を観察した。ナノギャップ電極先端近傍に形成される電界、表面電荷のシミュレーションにより、電極表面の原子・分子ダイナミクスが電界強度と相関することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
２つの電極からなるナノメーターサイズの空隙（ナノギャップ）にガス中で電圧を印加した際に起こる現象を環境制御型透過電子顕微鏡による直接観察とシミュレーションにより調べた。電極表面の構造が電界強度と気体種と気体圧力に依存して変化する現象や、酸化物や窒化物のナノ構造の形成過程を原子スケールで観察した。本研究により得られた成果は、ナノギャップ電極における電子と気体分子との反応メカニズムの解明と、新規ナノ材料の開発に繋がる。
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