ナノスケール構造制御機能材料の開発

纳米级结构控制功能材料的开发

基本信息

批准号：
04NP0501
负责人：
仁科雄一郎
金额：
--
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Creative Basic Research
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1995
项目状态：
已结题

项目摘要

平成4年度では初年度に引続いてナノ構造特殊材料の創製を試み、詳細な特性評価をを行った。また、新しいナノ構造評価装置として低温走査"力"顕微鏡、原子アトム・プローブ分析装置の開発製作を開始した。各研究班の主な成果は以下のごとくである。研究班1では、新しいナノスケール物質として鉄と銀クラスターを複合堆積させたグラニュラーマテリアルの作製に成功し、この磁性材料が約40%の巨大磁気抵抗効果(GMR)を示すことを見出した。研究班2では、波長可変のフェムト秒レーザー光の設置を終え、マトリックス中に埋め込まれた各種金属或は半導体クラスターの磁気的及び非線形光学的物性を解析した。特にアルカリ金属クラスターを内包したゼオライト化合物が強磁性を示すことを明らかにした。研究班3では、室温で単斜晶、高温になると六方晶に変態する新ゼオライトを合成した。また、スパッタ法でA1-A1Nのナノ粒子分散複合材料の膜を合成することに成功した。この膜は原料Nの量を調節することにより、A1-A1Nの傾斜膜にもなり、今後A1材へのコーディング材としての利用が期待できる。研究班4では、C60、C84等のフラーレンクラスターをシリコン、銅結晶表面に結晶薄膜として配列蒸着し、その吸着初期過程における構造と電子状態を調べた。また原子配列同定アトムプローブ装置を開発し、磁性材料のナノ構造評価を行った。研究班5では、硫黄、セレンクラスターを溶媒抽出法により生成し、グラファイト表面に規則正しく吸着配列させることに成功した。またレーザーアブレーション法を用いてナノスケールサイズの巨大炭素クラスターを生成する方法を開発した。更にこれらの配列クラスターの電子機能素子への応用を踏まえ、走査トンネル顕微鏡の探針による変形、移動などの操作を行う方法を見出した。

1992年，在第一年之后，我们试图创建特殊的纳米结构材料，并进行了详细的表征评估。此外，我们已经开始开发和制造用于低温扫描“力”显微镜和原子原子探针分析仪的新纳米结构评估设备。每个研究组的主要结果如下：研究小组1成功地制造了一种由复合沉积的铁和银簇制成的颗粒状材料，作为新的纳米级材料，发现这种磁性材料表现出巨大的磁势效应（GMR）约为40％。研究小组2完成了可调飞秒激光束的安装，并分析了嵌入矩阵中的各种金属或半导体簇的磁性和非线性光学性能。特别是揭示了含有碱金属簇的沸石化合物具有铁磁特性。研究小组3合成了一种新的沸石，该沸石在室温和高温下六角形晶体转化为单斜晶体。此外，通过溅射成功合成了A1-A1N纳米颗粒分散的复合材料的膜。通过调整原材料n的量，该膜也可以成为A1-A1N的梯度膜，并有望将来用作A1材料的编码材料。研究小组排列富勒烯簇（例如C60和C84）作为晶体薄膜沉积在硅和铜晶体的表面上，并研究了在初始吸附过程中的结构和电子状态。此外，开发了一种原子探针装置来评估磁性材料的纳米结构。研究小组5通过溶剂提取成功地生产了硫和硒簇，并以规律的方式成功地吸附并将其放置在石墨表面上。我们还开发了一种使用激光消融生成纳米级巨型碳簇的方法。此外，考虑到将这些阵列簇应用于电子功能元素，我们发现了一种使用探针进行扫描隧道显微镜进行变形和运动的方法。