2003 Fiscal Year Annual Research Report
金属を担持させたチューブ状炭素材料の創製と微細構造解析
Project/Area Number |
03J01560
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
橋本 綾子 (木村 綾子) 独立行政法人産業技術総合研究所, 新炭素系材料開発研究センター, 特別研究員(PD)
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Keywords | カーボンナノチューブ / 電子顕微鏡 / 微粒子 / 電子エネルギー損失分光法 |
Research Abstract |
カーボンナノチューブやナノホーン(カーボンナノチューブの一種)などのチューブ状炭素材料に金属粒子,クラスターを担持させ,その微細構造を電子顕微鏡観察や化学分析により明らかにすることを本研究の目的としている.本年度は,カーボンナノホーンにガドリニウムクラスターを形成させ,その構造を調べた. カーボンナノホーンは酸素中で加熱すると,酸化させてナノウィンドウと呼ばれる穴(欠陥)ができることが知られている.本研究では,その穴周辺についている官能基を利用し,ガドリウムクラスターを化学的手法で担持させることを試みた.まず,酸化処理の温度を変化させて,高分解能透過型電子顕微鏡により観察したところ,温度が高くなるにつれ,ナノウィンドウのサイズは大きくなることが確認できた.さらに,それらに化学修飾させると,小さな(1nm以下)穴には1〜数個,一方,比較的大きな穴(数nm)には数十個のガドリニウム原子からなるクラスターが形成されることが観察から分かった.さらに,電子エネルギー損失分光法を使って,クラスターの化学状態分析を行った.形成されたクラスターは酸素を含んでおり,ガドリニウムは3価になっていることも明らかにした.また,これかの結果から,クラスターがナノホーンへの形成されるメカニズムについて考察した. このように,本年度は,カーボンナノホーンのナノウィンドウに選択的に微細な金属クラスターを形成させることに成功した.また,そのクラスターサイズは酸化処理温度により制御するできることを示唆した.電子線照射下で,クラスター中のガドリニウム原子がブラウン運動のような興味深い挙動をすることが観察されたので,今後,さらにクラスターの挙動の詳細な研究を続けていく予定である.
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Research Products
(2 results)
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[Publications] A.Kimura, H.Yorimitsu, K.Ajima, K.Suenaga, H.Isobe, J.Miyawaki, M.Yudasaka, S.Iijima, E.Nakamura: "Selective deposition of a gadolinium(III) cluster in a hole opening of single-wall carbon nanohorn"Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. (to be published). (2004)
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[Publications] 橋本綾子, Alexandre Gloter, 末永和知, 飯島澄男: "STEM-EELSを用いた高精度分析"顕微鏡. 39・1. 65-67 (2004)