| 研究課題/領域番号 |
26620200
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
赤井 智子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, グループ長 (00356338)
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| 研究分担者 |
高羽 洋充 工学院大学, 公私立大学の部局等, 教授 (80302769)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | XANES / 量子化学 / 蛍光 / 多孔質 / ガラス / Cu |
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| 研究実績の概要 |
多孔質シリカ中に金属イオンをドープして焼成する際に発生する特異な構造を検討するために、構造モデルを仮定し、量子化学計算によってXANESスペクトルのシミュレーションを行った。モデル物質系としてCu-SiO2をとりあげた。この系では、Cu K-edgeにCuO, Cu2Oでは観察されない強いpre-edgeが観察されるが、このXANESスペクトルの形状を再現する構造を量子化学計算によるXANESシミュレーションと比較することで検討した。Cuが酸素6員環、8員環、10員環に存在する場合を検討した結果、Cuが酸素の8員環中に存在している場合、Cu-O間距離によって遷移エネルギーがシフトし、その距離を最適化することで実験のスペクトル形状を再現することができた。また、Cu－SiO2にAlを添加することで蛍光強度が増大することが知られているためXANESスペクトルの測定を行った。その結果、Al添加によってXANESスペクトルのプレエッジの強度が増大しており、同様の構造がより多く発生していると推定された。また、他の金属についての検討も行うために、多孔質シリカガラス中にイオンを導入して焼成したガラスを作製し、蛍光スペクトル、及び、量子効率を測定した。Sn、Mn、Co, Crは0.4以上の比較的高い内部量子効率を示したが、Ni、Vなどは効率が低かった。これは、価数が混在していることによるものと推定される。
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| 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
提示することができた。当初想定されていたより構造モデルが多く考えられ難しい課題はあったが、重要な部分が解明でき、他の遷移金属イオンへも適用可能になったと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
XAFS、蛍光スペクトルと比較し、さらに構造を精密化する。また、Mn等の他のイオンについても検討を進め、電子状態の解明を行い、所望の波長変換を得るための設計指針を得る
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ラボXAFSでも現象を確認するレベルの定性的な検討は可能であることがわかり、依頼測定等が不要になったこと、また、契約職員雇用費が内部予算から対応可能であったことから次年度使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
国内、国際学会発表のための旅費、追加データ採取のための消耗品または人件費等について使用することを想定している。
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