平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



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

7.プロジェクト・リーダー
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)

[雑誌論文]
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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 発行年 ページ
Physical Review B   2001 in press


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