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2021 年度 研究成果報告書

単原子レベルでの化学結合論の検証

研究課題

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研究課題/領域番号 18H03859
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関東京大学

研究代表者

杉本 宜昭  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00432518)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 化学分析
研究成果の概要

本研究では、2つの原子の間に生じる化学結合エネルギーを計測することができる原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、化学結合論を検証することを目的とした。そのために、AFMの探針先端の原子と表面の原子との間の距離を変えながら、2原子間に生じる化学結合エネルギーを精密に計測した。様々な探針の状態で、表面の原子の上で化学結合力の計測を行った。化学結合エネルギーの最大値の散布図を作成したところ、化学結合論によって説明できるものであった。これは共有結合の幾何平均則を元にしたポーリングの化学結合論の妥当性を強く支持する結果である。

自由記述の分野

走査プローブ顕微鏡

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学結合は物質科学において普遍的な概念であるので、分野を問わず様々な局面で議論されてきた。特に計算科学の発展によって、高精度な結果が得られるようになり、物質設計などに役立っている。一方、化学結合論を実験的に検証する研究は乏しいと言わざるをえない。原子間の化学結合を調べる方法として、熱力学的手法や分光的手法があるが、いずれも多数の原子の平均値を測定するものである。個々の原子の間の化学結合を調べるには、AFMを用いた本手法以外にないといえる。本手法により、個々の原子を化学識別する究極的な化学分析法へと発展させることができる。

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公開日: 2023-01-30  

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