研究課題
本研究課題は、物質中に存在するリチウム等の軽元素の原子・イオンを直接検出し、空間的分布と化学状態をその場で明らかにする分析手法の確立を目的として、透過電子顕微鏡（TEM、STEM）観察および高感度の電子エネルギー損失分光（EELS）測定を実施するものである。とくに低次元構造や非晶質、結晶中の構造欠陥や粒界に、ランダムに存在する個々の軽元素原子の可視化の実現を目標としている。具体的には、一次元構造体であるカーボンナノチューブ（CNT）や、二次元物質であるグラフェンなどを対象として、その内部や層間に存在する異種元素のイメージングを行い、欠陥等も含めた周辺構造との相互作用を明らかにする。同時に、検出条件の最適化や定量性の検討を行い、幅広い分野に応用可能な分析手法としての確立を目指している。最終年度である平成27年度は、発展的テーマとしてCNTの内外に担持された異種物質の検出に取り組み、まずピレン構造を付加したCNT試料のTEM観察を行った。CNT外壁に単量体および二量体として付加されたピレン構造をTEM像で直接捉え、これら二つの状態を識別することに成功した。また、CNTの内部で大きさを制御して結晶化させたニッケルナノ粒子の原子レベル構造をSTEMによって観測し、その特異な磁気的性質との相関を検討した。さらに、非晶質物質における微量元素検出技術の確立を目的として、有機分子のマトリクス中に分散した金属酸化物ナノ粒子のSTEM-EELS分析を実施し、金属元素や有機分子の違いによる分散性の差異を明らかにした。
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)
PROCEEDINGS OF SPIE
巻: 9779 ページ: 97790G-1～7
10.1117/12.2219030
NATURE COMMUNICATIONS
巻: 6 ページ: 7732-1～9
10.1038/ncomms8732
SCIENTIFIC REPORTS
巻: 5 ページ: 15033-1～9
10.1038/srep15033
