| 研究課題/領域番号 |
16510096
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料・ナノバイオサイエンス
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| 研究機関 | (財)高輝度光科学研究センター |
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研究代表者 |
坂田 修身 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門・表面構造チーム・チームリーダー, 主幹研究員 (40215629)
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| 研究分担者 |
吉本 護 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (20174998)
舟窪 浩 東京工業大学, 総合理工学研究科, 助教授 (90219080)
北野 彰子 (財)高輝度光科学研究センター, 産業利用推進室 産業利用支援チーム, 研究員 (50393319)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 迅速構造解析 / ナノ細線 / ナノ材料 / 超薄膜 / 超高感度なの計測回析法 / 原子細線 / 単色高エネルギーX線 / 逆格子イメージング法 |
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| 研究概要 |
超微細構造体がワイヤ形状の場合、結晶性超微細構造体から生じるブラッグ回折条件が逆格子空間でシート(有限の面積をもつ平面)形状であり、また、超微細構造体が薄膜形状の場合、その回折条件はロッド(有限の長さを有する棒)形状である。これらの独特な回折形状に着目することによって、波長0.1nm以下の単色高エネルギーX線を用い、、超微細構造体からの逆格子空間X線強度を一度の短時間測定で得られる方法を開発した。その方法をナノ結晶体の迅速構造解析法と名付けた。この方法は大気中で表面・界面構造を非破壊で調べられる特徴を有する。
(1)サファイヤ単結晶(0001)上に作成した酸化ニッケル(NiO)の超微細ナノワイヤ(高さ0.5nm)を調べ、回折像の全体パターンから、その超微細ナノワイヤが六方晶構造を有することが分かった。また、1個の回折像の幅から、そのナノワイヤ中の結晶子サイズが15nmであることと、その回折像中のピーク、ピーク距離からナノワイヤ間の周期が46nmであることが見積もられた。
(2)二酸化チタン(TiO_2)単結晶(101)単結晶上に酸化チタンビスマス(Bi_4Ti_3O_<12>)薄膜を厚さ50nmと3nm成長させたものを試料とした。その薄膜の結晶構造は単斜晶系であるど推測した。
(3)シリコン(001)上に極微量のビスマス細線を成長後、その上にエピタキシャル・シリコンでキャップした試料について、ビスマス原子が細線を保持したまま埋め込まれていることを実験的に示すことができた。また、埋め込まれたビスマス原子細線中のビスマス原子がその細線に沿ってペア構造を作っていることが分かうた。シリコン内部に埋め込まれたビスマス原子数は、原子層1枚分の約1/10程度と極めて微量であるにもかかわらず十分な回折信号を得ることができた。最新のナノシミュレーションによって、埋め込み型ビスマス原子細線の構造も解明できた。
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