金属酸化物単分子分散体の実現

金属氧化物单分子分散的实现

基本信息

批准号：
22K04917
负责人：
山崎憲慈
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では申請者がこれまでに進めてきた単原子スパッタリング法を応用し、金属酸化物の単分子分散体を作製し、収差補正透過型電子顕微鏡（TEM）による原子分解能イメージングと第一原理計算により原子配置と単分子特有の電子状態を明らかにすることを目的としている。これまではプラズマスパッタリングを用いたPt単原子の分散体の作製に成功し、収差補正TEMを用いてPt元素同定と原子分解能イメージングを達成した。本年度は酸化チタンをターゲットとして用いたRFスパッタリングによる単分子化の検証と酸素単原子の同定手法開発を行った。酸化チタンの単分子化に関しては、RFスパッタリング時の条件探索を行い、一部の領域についてグラフェン表面にチタン原子が単原子化されていることが確認できた。単原子化の確認は収差補正STEMの実像によって行った。しかし、酸化物を形成する酸素原子の同定はできなかった。酸化チタンが単分子としてスパッタリングできていればチタン原子に酸素原子が隣接するはずであるが、実像の解析では酸素原子が判別できず、EELS測定によっても単原子の検出はできなかった。グラフェン上のチタン原子はTEM観察中の電子線照射により表面を拡散してしまうので、元素同定が困難であった。観察中に酸素単原子の検出に関しては、酸化グラフェンの原子分解能イメージング、EELS測定を行い、酸化グラフェン中に含まれる酸素単原子の検出に別途成功しているので、酸化グラフェン測定の条件を参考に今後チタン原子に酸素が隣接しているかの検証を行う。

这项研究旨在应用申请人到目前为止一直在努力生产金属氧化物的单分子分散的单子溅射方法，并通过使用异常校正的传输电子显微镜（TEM）和第一本原子量阐明原子分子的原子布置和单个分子的独特电子状态。到目前为止，我们已经使用血浆溅射成功地制造了PT原子质原子质的分散，并且使用经过像差的校正TEM实现了PT元素鉴定和原子分辨率成像。今年，我们通过使用氧化钛作为靶标的RF溅射来验证单分子的形成，并开发了一种识别氧气原子的方法。关于氧化钛的单分子化，在RF溅射过程中搜索了条件，并证实钛原子在某些地区的石墨烯表面上是单位的。使用像差校正茎的真实图像确认了Monatomization。但是，无法鉴定出形成氧化物的氧原子。如果可以将氧化钛作为单个分子溅射，则氧原子将与钛原子相邻，但是实际图像分析也无法鉴定氧原子，即使是通过EELS测量值，也无法检测到MONOATOM。石墨烯上的钛原子在TEM观察过程中扩散了电子束的表面，因此难以识别元素。关于在观察过程中检测氧气原子，进行了石墨烯和鳗鱼测量的原子分辨率成像，并分别进行了氧化石墨烯中包含的氧气原子的检测，因此我们将根据石墨烯氧化物测量的条件来验证氧气是否在将来与钛原子相邻。