2005 Fiscal Year Annual Research Report
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04J04659
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
戸田 喜丈 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | ナノポーラス結晶 / 電子伝導性酸化物 / エレクトライド / 電子放出 / 生成エンタルピー |
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| Research Abstract |
12CaO・7Al_2O_3(C12A7)は内径0.4nmのナノ籠構造とその中にランダムに存在するフリー酸素イオン(O^<2->)で結晶が構成されている。[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(4e^-)はC12A7のフリー酸素イオンを電子で100%置換した物質である。この結晶中では、置換した電子がマイナスイオンのように振舞い、いわゆる"エレクトライド"に分類することができる。エレクトライドは1984年に初めて報告されているが、有機分子とアルカリ金属元素をベースに実現されていた為-40℃以上の温度や空気中では安定に存在することができなかった。そのためエレクトライドの実用材料としての物性を調べることはできなかった。[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(4e^-)は400℃の温度や空気中でも安定なこと、また、包接された電子はゆるくナノ籠内に閉じ込められていると考えられることから、昨年度の研究では[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(4e^-)からの電子放出特性の測定を行い、平面放射面から良好な室温電界電子放出が起こる事を報告した。本研究ではLaB_6を用いた電子銃と同じ構成(実用化されている物と同様の構成)でデバイスを作製し熱電界放射特性を測定した。LaB_6より低温の800℃で電子が放出され始め、900℃で50μA程度の電流が得られ、用途によっては既存の材料を代替できる可能性が示唆された。また、[Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(4e^-)を還元試薬などへ応用する為に必要な生成エンタルピーを溶解熱を測定する事で求めた。
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