| 研究課題/領域番号 |
22K19043
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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34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
今岡 享稔 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80398635)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 電子顕微鏡 / ナノ粒子 / サブナノ粒子 / 合金 / クラスター / 相溶性 / 原子像観察 / 金属クラスター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は組成、サイズ、温度の3つの次元をもったナノフェーズダイアグラムの創成である。具体的には、ADF-STEM法におけるZコントラストを利用して元素を識別しながら視野内の全原子の座標を連続的に取得、解析することでナノフェーズダイアグラムを創成する。電子回路の微細化はEUV(極端紫外線)リソグラフィの登場により2030年には3nmに迫ると予想されており、微小領域での材料科学は年々その重要性を増しているが、ナノ-サブナノスケールの状態図は第一原理計算による予測が数例報告されているだけのブルーオーシャンである。本研究はこうした状況を打破するために、新しい方法論を導入するものである
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ADF-STEM法を用いてナノスケールでの金属材料の原子配列を観察し、サブナノ粒子の構造解析を行った。電子顕微鏡観察中の原子の動きを追跡し、化学結合の有無を判断する自動解析プログラムを開発した。特に、AuAgCu三原子分子やPt-Zrサブナノ粒子の観測に成功し、異なる金属間の結合や相互作用を詳細に解析した。これにより、バルクでは不可能な分子やクラスターの構造解析が可能となり、新たな材料科学の知見を提供した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子回路の微細化はナノテクノロジーとともに進歩し、2030年にはEUVリソグラフィの登場により3nm近くになると予想されている。しかし、5 nm以下では量子サイズ効果や表面エネルギーによる格子歪、結晶性の消失による新たなクラスター構造の発現など、物質の性質が大きく変化し、従来のナノテク材料が通用しない可能性が高い。高アスペクト比回路のパターン倒壊などの問題もあり、微細化速度は年々衰えている。この状況を打破するためには、ポストナノテクノロジー、すなわちナノ-サブナノ領域の材料科学が必須であり、本提案の手法はそのキーテクノロジーとなる可能性がある。
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