| 研究課題/領域番号 |
21K18600
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石田 憲二 京都大学, 理学研究科, 教授 (90243196)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 金属ナノ粒子 / 核磁気共鳴 / 核スピンー格子緩和率 / ナノ粒子 / 量子サイズ効果 / 低温物性 / 核磁気共鳴実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々は既にナノ粒子研究においてNMR実験の有用性を示し、量子サイズ効果をNMR測定から検出に成功した。明らかになったこととしては、低温において状態密度の離散化に伴いフェルミエネルギー近傍にエネルギーギャップが存在し絶縁体的な状態が実現していることである。この性質に着目し、室温で金属・絶縁体転移を示すナノ粒子の探索を行う。量子サイズ効果に基づく金属・絶縁体転移の探索は今までになかった発想であり、もし成功すれば、産業界への応用が広がるものと考えられる。
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| 研究成果の概要 |
我々は粒径が4nm程度の白金(Pt)ナノ粒子において、核スピン-格子緩和率(1/T1)の測定から10K以下の低温において金属的な振舞いから大きくずれ、1/T1に明瞭なピークが見られることを見出した。その振舞いの粒径依存性やPt1-xCuxやPt1-xPdx、AuCuのナノ粒子を調べることから、我々が見出した異常はd電子の状態密度のみに起因した「量子サイズ効果」であり、久保先生により提唱されていた量子サイズ効果に電子相関の効果が存在することを示した結果と考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属ナノ粒子の核磁気共鳴の研究は1990年代まで盛んにおこなわれていたが、その後研究はほとんど行われていなかった。我々はd電子金属ナノ粒子に対しNMRを行うことから、Ptナノ粒子に対しd電子の状態密度に起因した「量子サイズ」効果を見出した。ナノ粒子の物理に対しては久保先生が提唱された量子サイズ効果が広く受け入れられているが、我々の発見はナノ粒子の物理に当時考えられていなかった電子相関の効果が存在することを示唆しているものと考えられる。今後電子相関の効果を取り入れた量子サイズ効果の理論が構築されることが望まれる。
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