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2022 年度 実施状況報告書

二次元ヘテロ構造のナノスケール分析とその応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0071
研究機関大阪大学

研究代表者

桑原 裕司  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00283721)

研究分担者 服部 卓磨  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10876965)
濱本 雄治  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30584734)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2027-03-31
キーワード二次元ヘテロ構造 / キラル分子 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 走査トンネル顕微鏡 / 探針増強ラマン散乱分光
研究実績の概要

本研究は、申請者グループ(大阪大学工学研究科)と、ポーランド・ウジ(Lodz)大学のグループ(物理および応用情報学専攻)との有機的な共同研究を通して、双方が有する卓越した研究装置群を共同利用することにより、無機系、および有機系の二次元ヘテロ構造の原子配列・電子状態・光学特性を、ヘテロ薄膜間の相互作用を積極的に評価・分析する。さらに、機能性単原子・分子膜が持つ特異な機能が有効に発現可能な組み合わせを精査し、将来のデバイス利用を考慮した無機・有機二次元ヘテロ構造を科学するものである。
今年度は、次年度以降の本格的研究始動に向けて、ヘリセン分子誘導体およびグラフェンと同様の性質を持つカーボンナノチューブ試料についてSTM観察およびラマン散乱分光実験を開始した。また、これまでに共同研究を通じて得られたSTM計測、探針増強分光計測、および第一原理計算、古典MD計算等の理論解析結果を精査し、それに基づいた論文執筆を開始して国際学術論文を準備し投稿する準備を整えている。また、おもに共同研究者は、共同研究先の研究者と週一回のon-lineでの研究打合せおよび議論を継続しており、今後の共同研究方針についての計画検討を続けて行った。
本研究は開始したばかりであり、来年度以降は、共同研究先である、ポーランド・ウジ大学との人材の交流、特に、研究代表者および服部、濱本が積極的に現地で実験・討論を行うことにより、上記設定目的を達成する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当該研究については、開始時より3か月程度が経過しているが、来年度(令和5年度)以降の本格的共同研究に向けての準備態勢を整えている状況である。計測試料について、キラル分子系では主にヘリセン分子誘導体についてSTM実験を開始し、官能基の違いによる周期構造の変調についての知見を得ている。一方無機系二次元ヘテロ構造計測に向けて、グラフェンと同じSP2試料であるカーボンナノチューブのSTM観察および振動分光データの取得を開始した。

今後の研究の推進方策

次年度は、研究代表者および分担者の服部、濱本が、8月終わりから9月にかけて共同研究先のポーランド・ウジ(Lodz)大学を訪問・滞在し、国際会議出席・発表を経て、本格的な共同研究に向けて、現地での打ち合わせおよび相手側が所有する測定装置群の見学とパイロット実験を開始する予定である。また、共同研究により得られた各種データを整理して、国際的な学術論文誌に投稿・出版を加速させる。

次年度使用額が生じた理由

本年度は12月より研究がスタートしたが、国内外の旅費については、on-line開催の学会(日本物理学会)での研究成果発表があり、予定していた旅費支出がなくなった。一方、共同研究のため当初購入予定であった試料において、相手側との研究打合せを通じて、その内容を再検討する必要が生じた。次年度前半で適切な仕様の試料購入を行い、実験に供する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Lodz University(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Lodz University
  • [学会発表] Molecular dynamics study on chiral recognition mechanism of thiaheterohelicene molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Changqing Ye, Takuma Hattori, Yuji Hamamoto, Pawel Krukowski, Akira Saito, Hideji Osuga, Yoshitada Morikawa, Yuji Kuwahara
    • 学会等名
      2023年日本物理学会春季大会
  • [学会発表] キラルPTCDI分子の円偏光発光特性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      服部卓磨, 鈴木凌, 斎藤彰, 大須賀秀次, 桑原裕司
    • 学会等名
      2023年日本物理学会春季大会
  • [備考] 桑原研究室 Kuwahara Lab.

    • URL

      http://www-ss.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

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公開日: 2023-12-25  

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