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ヘテロポリ酸塩の一種である12タングストリン酸のアンモニウム塩は、6-10nm程度の大きさのナノ結晶子を生成するが、合成条件を制御することによりこれらが結晶方位をそろえて自己組織化集合したミクロ多孔体を形成する。本研究では、これらの生成過程の検討、化学的還元により電子をドープすることによる物性変化、界面活性剤をテンプレートとした細孔制御を試みた。ナノ結晶子集合体をn-BuLiで還元すると、黒色の粉体を得た。磁化率の温度変化を測定したところ、大部分の孤立スピンの常磁性に加えて、55K付近にスピングラス的な転移を示す部分が存在することがわかった。ナノ結晶子が規則配列して互いにエピタキシャルに連結し、かつミクロ孔が網目状にランダムに単結晶内に存在するため、フラストレーションを含んだスピン間相互作用が現れたと推定した。
また、界面活性剤集合体をテンプレートとした細孔制御を行った。種々のアルキルアンモニウム塩、ポリエチレングリコール類を共存させて自己組織化集合体を合成したところ、ミクロ孔が減少し、メソ孔が生成し、界面活性剤の量を増大させるとメソ孔体積も増大した。これは、ミクロ細孔を含んだ単結晶とみなせるナノ結晶子集合体中にメソ細孔を導入できた可能性を示唆している。次年度に詳細な解析を行う。
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