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2021 年度 研究成果報告書

高速高分解能測定による原子分子ダイナミクスの実時間解析

研究課題

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研究課題/領域番号 19K15446
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関九州大学

研究代表者

麻生 亮太郎  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40735362)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード環境制御型透過電子顕微鏡 / その場観察 / ダイナミクス / 電解蒸発 / 電界放射
研究成果の概要

気体雰囲気下において原子レベルで動的観察ができる環境制御・透過電子顕微鏡(E-TEM)を用いることで、酸素ガス雰囲気中で動作している金ナノギャップ電極表面の構造が原子スケールで連続的に変化する現象を初めて可視化した。酸素ガス中における金電極表面の異方的な構造変化を初めて明らかにし、この現象が高速に移動するトンネル電子とガス分子との反応によって引き起こされることを解明した。さらに、ナノギャップ間を金原子が移動する様子をその場で可視化することに成功し、その連続的に変化する構造が金の酸化物であることを解明した。これにより、「トンネル電子付着ガスプロセス」という新たな反応メカニズムを提唱した。

自由記述の分野

電子顕微鏡学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、実環境中で動作中の金属ナノギャップ電極表面の連続的な原子変化を直接可視化した初めての報告であり、トンネル電子とガス分子との反応メカニズムである「トンネル電子付着ガスプロセス」という新たな反応メカニズムが解明された。このトンネル電子付着ガスプロセスが、ナノ触媒や量子ナノドットといった新たなナノ材料の設計・開発につながると期待される。

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公開日: 2023-01-30  

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