量子サイズヘテロ精密酸化チタンの創製と量子物性

量子尺寸异质精密氧化钛的制备及量子物理性质

基本信息

批准号：
20850032
负责人：
佐藤宗英
金额：
$ 2.1万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

従来までの金属の混合は統計分布をもつ。次世代を担うナノテクノロジーではこれを打破した金属数と種類を厳密に制御し混合したヘテロ金属酸化物ナノ粒子の創製法が強く望まれている。多段階放射状錯形成を示す精密金属集積型デンドリマーを鋳型としてTi原子数が精密に制御された量子サイズ酸化チタンの合成法を確立、従来までの強い凝集力により作製不可能であったサブナノの(Ti元素数6〜30)の酸化チタンの合成に成功している。この新しい酸化チタンにより明確な量子サイズ効果を初めて報告している。本研究では、Tiと異種金属(Fe, Eu)による精密ヘテロ金属集積において、異種金属がTiよりもより内層へ金属集積されることを、UV-visスペクトル変化とXPSによって確認した。すなわち、スイス酸性度のより高い金属種が内層へと集積され、等吸収点と結合エネルギーは金属種とデンドリマーの各層のイミン配位子によって固有値を与えることを明らかにした。加えて、デンドリマーに精密に集積したFe種を基板上で化学変換することでFe元素数が6、14、30と制御した酸化鉄の作製に成功した。得られた量子サイズ酸化鉄のバンドギャップサイズ依存性は独自の半経験的有効質量近似法によって記述できた。このことは、酸化鉄に明確な量子サイズ効果が存在することを示している。

常规金属混合具有统计分布。在将是下一代的纳米技术中，有强烈的渴望创建异量氧化物纳米颗粒，这些纳米颗粒是通过严格控制打破它并将其混合的金属的数量和类型来制成的。我们使用表现出多阶段径向复合物作为模板的精确金属集成的树枝状聚合物，我们建立了一种合成具有精确控制数量Ti原子的量子量氧化钛的方法，并且成功合成了Sub-Nano钛氧化钛（Ti元素6至30）（TI元素6至30），以至于不可能促成强大的促成。这种新的氧化钛是第一个报告量子尺寸效应的独特的。在这项研究中，我们证实，与Ti的精确异质整合与Ti和不同的金属（Fe，EU）相比，在内部层中，不同的金属在内部层中比Ti更融合，而UV-VIS光谱变化和XPS则更多的金属集成。也就是说，据揭示了内层积累了瑞士酸度较高的金属物种，同毛刺激点和结合能可以通过金属物种和树突二聚体的每一层的亚胺配体给予特征值。此外，通过化学转化的Fe物种精确整合在底物上的树枝状聚合物中，我们成功地生产了以6、14和30的受控Fe元件数量产生的氧化铁。可以通过独特的半柔性有效质量近似方法来描述所得量子尺寸氧化铁的带隙大小的依赖性。这表明氧化铁中有明显的量子尺寸效应。