本研究では、従前の原子・分子単位の蒸着集積法の限界を超えて、原子数を峻別して精密に集合構造化させた金属内包シリコンケージナノクラスターM＠Si16の超原子と呼ばれる擬球形のナノクラスターを対象として、ナノ物質科学の重要な未踏領域である、超原子周期律による精密層界面の機能物性科学の構築を行った。マグネトロンスパッタナノクラスター合成装置を用いて、3族から9族の金属原子Mを内包させたM@Si16超原子をC60などの有機基板に担持させ、X線光電子分光、および紫外線光電子分光による電子物性の評価し、その安定性を電荷状態や酸素曝露による化学反応性を系統的に比較し、M@Si16超原子の周期律を解明した。
In this study, functional physical and chemical properties for precisely layered interfaces were explored by superatomic periodicity using a spherical superatom of a metal-atom encapsulating silicon cage nanocluster, M@Si16, in which accurate number of atomic aggregates is sharply layered beyond the limit of the conventional atomic/molecular vapor deposition method. With a magnetron sputtering nanocluster source, M@Si16 superatoms, containing group 3 to 9 metal atoms M, are monodispersively immobilized on an organic substrate such as C60, and the electronic properties were measured by X-ray photoelectron spectroscopy and ultraviolet photoelectron spectroscopy. The physical and chemical stabilities were systematically investigated in terms of the charge state and the chemical reactivity against oxygen exposures, revealing the periodicity of the M@Si16 superatom.

研究種目 : 基盤研究 (A) (一般)
研究期間 : 2019～2021
課題番号 : 19H00890
研究分野 : 機能物性化学