| １．研究機関名 | 大阪大学 | |
| ２．研究領域 | 理工 | |
| ３．研究分野 | 高度プロセス | |
| ４．研究期間 | 平成8年度〜平成12年度 | |
| ５．研究プロジェクト番号 | 96P00305 | |
| ６．研究プロジェクト名 | 原子クラスターによる新物質創製 |
| プロジェクト・リーダー名 | フリガナ | 所属部局名 | 職名 |
| 森 博太郎 | もり ひろたろう | 超高圧電子顕微鏡センター | 教授 |
８．コア・メンバー
| コア・メンバー名 | フリガナ | 所属研究機関名・所属部局名 | 職名 |
| 柳田 祥三 | やなぎだ しょうぞう | 大阪大学大学院工学研究科 | 教授 |
| 林 真至 | はやし しんじ | 神戸大学工学部 | 教授 |
| 山本 恵一 | やまもと けいいち | 神戸大学工学部 | 教授 |
９．研究協力者
| 研究協力者名 | フリガナ | 所属研究機関名・所属部局名 | 職名 |
| 和田 雄二 | わだ ゆうじ | 大阪大学大学院工学研究科 | 助教授 |
| 保田 英洋 | やすだ ひでひろ | 大阪大学超高圧電子顕微鏡センター | 助手 |
１０．研究成果の概要
|
原子が数千から数万個程度集合した物質 原子クラスターは通常のバルク固体に比べて著しく異なる性質を示す。本プロジェクトでは、こうした原子クラスターに着目して、その制御に基づく新物質創製の研究を展開した。具体的な研究は、固体もしくは液体の中に埋め込まれた原子クラスターと、孤立した原子クラスターとに分けて行った。得られた成果をまとめると以下のとおりである。 1．MeV電子照射効果によってGaSbがアモルファス化することを見出した。また同効果によるアルミニウム マトリックス中への鉛原子および金原子の注入を実証した。 2．合金クラスターにおける自発的合金化の普遍性を実証した。さらに、合金クラスターにおいてはバルクな物質とは全く異なる相平衡が現れることを発見した。 3．硫化亜鉛、硫化カドミウムナノ結晶（ナノクラスター）をジメチルホルムアミド中において調整し、安定化することに成功した。さらにそれらを用いた二酸化炭素の光触媒還元系を構築した。 4．酸化チタンナノクラスターから構成した薄膜を調整し、これを用いた光電変換系を構築した。 5．マイクロ波の特徴を活かした新規な金属ナノクラスターの調整に成功した。 6．ナノサイズゼオライト中にネオジム錯体を合成し、初めて近赤外発光を観測した。 7．高周波スパッタリングと熱アニールにより、SiO2マトリックス中にSi、Ge等の半導体ナノ結晶（ナノクラスター）を安定に埋め込むことに成功した。また、これらの半導体ナノ結晶に不純物原子を制御してドープする技術も確立した。これらより、新規なSi系発光素子などへの応用の可能性を示すことができた。 |
１１．キーワード
(1)原子クラスター、(2)合金化、(3)相平衡
(4)電磁波照射、(5)太陽電池、(6)光励起発光
１２．研究発表（印刷中も含む）
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | In Situ Observation of Spontaneous Alloying of Antimony into nm-sized Indium Clusters by Optical Absorption Spectroscopy | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Zeitschrift fur Physik D | 40 | 1997 | 144-146 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Electron Microscopy Study of Spontaneous Alloying in Nanometer-Sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Proc. of Int. 7th Beijing Conf. and Exhib. on Instrum. Analysis | 1997 | A81-A82 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Spontaneous Alloying in Nanometer-Sized Ultra-Fine Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Materials Science Forum | Vols.269-272 | 1998 | 327-332 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Phase Equilibrium in Nanometer-Sized Sb-Au Alloy Clusters | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Materials Science Forum | Vols.269-272 | 1998 | 333-338 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Spontaneous Alloying in Nanometer-Sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Proc. International Symposium on Hybrid Analysis for Functional Nanostructure | 1998 | 41-44 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Electron-Irradiation-Induced Chemical Disordering and Crystalline-to-Amorphous Transition in GaSb | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Electron Microscopy 1998 | Vol.1 | 1998 | 291-292 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Alloying Reaction between Nanometer-Sized Gold and Antimony Clusters | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Electron Microscopy 1998 | Vol.2 | 1998 | 485-486 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Spontaneous Alloying of Antimony into Gold Clusters and Phase Stability of Resultant Alloy Clusters | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Electron Microscopy 1998 | Vol.3 | 1998 | 485-486 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| M. Kasaya | HREM and Optical Absorption Spectroscopy Analysis of AlSb Clusters Formed by Spontaneous Alloying of Antimony Atoms into Indium-Cored Aluminum Clusters | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Electron Microscopy 1998 | Vol.3 | 1998 | 181-182 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| K. Murakoshi | Preparation of Size-controlled Hexagonal CdS Nanocrystallites and Their Microscopic Surface Structure | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Chem. Soc., Faraday Trans. | Vol.94,No.4 | 1998 | 579-586 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| K. Murakoshi | Phase Transition of ZnS Nanocrystallites Induced by Surface Modification at Ambient Temperature and Pressure Confirmed by Electron Diffraction | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Commun. | 1998 | 321-322 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Fujiwara | Surface Characteristics of ZnS Nonocrystallites Relating to their Photocatalysis for CO2 Reduction | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Langmuir | Vol.14,No.18 | 1998 | 5154-5159 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| W. Kubo | Fabrication of Quasi-solid-state Dye-Sensitized TiO2 Solar Cells using Low Molecular Weight Gelator | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Lett. | 1998 | 1241-1242 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| K. Murakoshi | Fabrication of Solid State Dye-sensitized TiO2 Solar Cells Combined with Polypyrrole | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Solar Energy Mater. Solar Cells | 55 | 1998 | 113-125 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| J. Y. Huang | Stacking Disordering in Hexagonal BN Induced by Shearing under Ball Milling | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Philosophical Magazine Letters | Vol.79,No.5 | 1999 | 217-224 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| J. Y. Huang | Deformation-Induced Amorphization in Ball-Milled Silicon | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Philosophical Magazine Letters | Vol.79,No.6 | 1999 | 305-314 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Alloying Reaction between Nanometer-Sized Indium and Gold Particles at Reduced Temperatures | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Materials Science Forum | Vol.307 | 1999 | 167-170 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | In Situ TEM Observation of Spontaneous Alloying in Nanometer-Sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Bulletin of Materials Science | Vol.22,No.3 | 1999 | 181-187 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Chemical Disordering and Crystalline-to-Amorphous Transition Induced by MeV Electron Irradiation in GaAs | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Journal of Electron Microscopy | Vol.48,No.5 | 1999 | 581-584 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Phase equilibrium in nanometer-sized particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Solid-Solid Phase Transformations | 1999 | 1291-1296 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Spontaneous Alloying in Nanoparticles in the Sb-Au System | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Journal of Electron Microscopy | Vol.48 | 1999 | 1055-1058 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| T. Sumida | Photoinduced Deposition of Size-Controlled Gold Nanoclusters onto the Self-Assembled Monolayer of 1, 9-Nonanedithiol | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chemistry Letters | 1999 | 599-600 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Wada | Preparation of Nano-sized Nickel Metal Particles by Microwave Irradiation | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chemistry Letters | 1999 | 607-608 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Yanagida | Structural Control of Porous Nano-Space in Dye-Sensitized TiO2 Solar Cells | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Zeitschrift fur Physikalische Chemie | 212 | 1999 | 31-38 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Inoue | Single-Electron Tunneling Through Si Nanocrystals Dispersed in Phosphosilicate Glass Thin Films | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Appl. Phys. | Vol.86,No.6 | 1999 | 3199-3203 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | In-situ Observation of Alloying Process in Nm-sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Proc. 7th NIRIM International Symposium on Advanced Materials | 2000 | 35-36 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Phase Equilibrium in Nanometer-Sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Proc. 5th Intemational Symposium on Advanced Physical Fields | 2000 | 49-52 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Spontaneous Atom Mixing and Unmixing in Metallic Nanoparticles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Philosophical Magazine Letters | Vol.80,No.3 | 2000 | 181-186 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| 森 博太郎 | 原子クラスターの特異な振舞いと材料設計 | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| 学術月報 | 53(3) | 2000 | 29-32 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Kambe | Mesoporous Electrodes having Tight Agglomeration of Single Phase Anatase TiO2 Nanocrystallites:Application to Dye-sensitized Solar Cells | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Solar Energy Materials and Solar Cells | Vol.61 | 2000 | 427-441 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Wada | Microwave-assisted Hydrogenation of Chlorinated Phenols for Complete Dechlorination | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Lett. | 2000 | 632-632 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| M. Matsumoto | High Pressure Effects on Fluorescence-Quenching of Coumarin 343 Adsorved on TiO2 Nanocrystallites in Methanol and in N, N-Dimethylformamide | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Lett. | 2000 | 938-939 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| T. Sumida | Electrochemical Preparation of Macroporous Polypyrrole Films with Regular Arrays of Interconnected Spherical Voids | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chemical Communications | 2000 | 1613-1614 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Wada | High Efficiency Near-IR Emission of Nd (III) Based on Low-Vibrational Environment in Cages of Nanosized Zeolites | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Am. Chem. Soc. | Vol.122,No.35 | 2000 | 8583-8584 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Tomita | A New and Simple Method for Thin Graphitic Coating of Magnetic-Metal nanoparticles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Phys. Lett. | Vol.316 | 2000 | 361-364 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| M. Fujii | Improvement in Photoluminescence Efficiency of SiO2 Films Containing Si Nanocrystals by P Doping:An Electron Spin Resonance Study | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Appl. Phys. | Vol.87,No.4 | 2000 | 1855-1857 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Takeoka | Photoluminescence from Si1-xGex Alloy Nanocrystals | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Phys. Rev. B | Vol.61,No.23 | 2000 | 15988-15992 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Inoue | Single-electron Tunneling Effects in Thin Nylonll Films Containing Gold Nanoparticles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Thin Solid Films | Vol.372 | 2000 | 169-172 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| 藤井 稔 | Siナノ結晶への不純物ドーピング効果 | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| 応用物理 | 69(7) | 2000 | 820-824 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Inoue | Single-Electron Tunneling through Si Nanocrystals Dispersed in Phosphosilicate glass Thin Films | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Physica E | Vol.7 | 2000 | 444-447 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Takeoka | Control of Photoluminescence Energy of Si Nanocrystals by Ge Doping | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Journal of Luminescence | Vol.87-89 | 2000 | 350-352 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| A. Mimura | Photoluminescence from Si Nanocrystals Dispersed in Phosphosilicate Glass Thin Films | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Journals of Luminescence | Vol.87-89 | 2000 | 429-431 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Tomita | Transformation of Carbon Onions to Diamond by Low-temperature Heat Treatment in Air | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Diamond and Related Materials | Vol.9 | 2000 | 856-860 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Tomita | Formation of Co Filled Carbon Nanocapsules by Metal-template Graphitization of Diamond Nanoparticles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Appl. Phys. | Vol.88,No.9 | 2000 | 5452-5456 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| A. Mimura | Photoluminescence and Free-Electron Absorption in Heavily Phosphorus-doped Si Nanocrystals | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Phys. Rev. B | Vol.62,No.19 | 2000 | 12625-12627 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| M. Fujii | Breakdown of the k-conservation Rule in Si1-xGex Alloy Nanocrystals : Resonant Photoluminescence Study | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Appl. Phys. | Vol.88,No.10 | 2000 | 5772-5776 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| O. Mamezaki | Thin Films of Carbon Nanocapsules and Onion-Like Graphitic Particles Prepared by the Cosputtering Method | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Jpn. J. Appl. Phys. | Vol.39,Part1,No.12A | 2000 | 6680-6683 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| S. Takeoka | Size-dependent Photoluminescence from Surface-oxidized Si Nanocrystals in a Weak Confinement Regime | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Phys. Rev. B | Vol.62,No.24 | 2000 | 16820-16825 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| O. Mamezaki | Current Fluctuation Induced by Visible Light Irradiation on Single-Electron Tunneling via Ge Nanocrystals | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Memoirs of Graduate School of Science and Technology Kobe University | 19-A | 2000 | 97-103 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Alloy Phase Formation in Nanometer-sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Scripta Materialia | 2000 | in press | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Mori | Alloy Phase Formation in nm-sized Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Mat. Sci. Eng. A | 2001 | in press | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| J. -G. Lee | Gold Atom Implantation into Al Matrix by MeV Electron Irradiation | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Electron Microscopy | 2001 | submitted | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| M. Matsumoto | Fabrication of Solid-State Dye-Sensitized TiO2 Solar Cell Using Polymer Electrolyte | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Bulletin of the Chemical Society of Japan | Vol.74,No.2 | 2001 | 387-393 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yin | Photoreductive Dehalogenation of Halogenated Benzene Derivatives using ZnS or CdS Nanocrystallites as Photocatalysts | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Environmental Science & Technology | Vol.35 | 2001 | 227-231 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| T. Sumida | Macroporous ZnO Films Electrochemically Prepared by Templating of Opal Films | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Chem. Lett. | 2001 | 38-39 | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Y. Wada | Microwave-assisted Size Control of CdS Nanocrystallites | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Mater. Chem | 2001 | in press | ||
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yin | Hydrothermal Synthesis of Nanosized Anatase and Rutile TiO2 Using Amorphous Phase | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Mater. Chem. | Vol.11 | 2001 | 1-11 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| H. Yasuda | Particle-size Dependence of Phase Stability and Amorphous-like Phase Formation in Nanometer-sized Au-Sn Alloy Particles | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Physical Review B | 2001 | in press | ||