2023 年度研究成果報告書

2次元磁性体ナノシートの大量合成法の開発と磁気特性の探索

研究課題

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研究課題/領域番号	21K04655
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	山本崇史慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40532908)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	磁性 / ナノシート / 電気化学
研究成果の概要	本研究課題では、スピントロニクス分野への応用展開が期待される2次元磁性体を研究対象物質とし、ナノシートの大量合成手法の確立および磁性パラメーターの獲得を目的とした。FePS3層状結晶の大量合成に関しては、サンプル全体にわたって不純物を全く含まない合成条件は見いだせなかった。また、FePS3層状結晶のナノシート化に関しては、電気化学反応を利用することによって、厚さが5 nm、横サイズが100 nm程度のFePS3ナノシートが得られることを見いだした。また、国際共同研究を通じ、Fe系金属－有機超構造体をナノシート化することよって、CO2の光触媒能が劇的に向上することを見いだした。
自由記述の分野	機能物性化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題においては、「無機ナノシートが真に次世代エレクトロニクスを支える基幹物質となりうるか」を命題に掲げ、2次元磁性体がスピントロニクス分野への応用に資する物質群であるかどうかを検討した。2次元磁性体であるFePS3層状結晶の大量合成に関しては、不純物を全く含まないサンプルを得ることはできなかったが、ナノシート化に関しては、電気化学反応を利用することによって、比較的簡便な操作でナノシート分散液が得られることがわかった。以上のように、引き続き詳細に条件検討を進める余地はあるものの、学術的・産業的に重要な知見を得たことは、今後の学際領域研究の発展に対して寄与するところが少なくないと言える。