新着情報 テーマカテゴリ 全カテゴリバイオテクノロジー医学・薬学農林水産・食品環境・エネルギー素材機械情報・通信エレクトロニクス航空・宇宙大気・海洋経済・経営・政策・法律土木・建築社会・文化・教育基礎科学 ごあいさつ ご利用にあたり 検索方法 プライバシーポリシー ご意見・ご質問 実例集 見つからない場合は? DUCRホームページへ トップページ geta_logo
print
印刷時に縮小されてしまう場合などにご利用ください。

整理番号 6644   (公開日 2013年10月16日) (カテゴリ 環境・エネルギー素材情報・通信エレクトロニクス基礎科学
原子と電子の構造を観る・測る・そして役割を知る
●内容   我々の周りには様々な物質が存在しており,我々の社会生活は物質の性質をうまく組み合わせることにより支えられている.そのような物質の多様な性質は,物質を構成している原子や電子が支配しており,原子と電子の構造を知ることができれば,その物質の性質の起源を突き止めることができると期待される.当研究室ではそのような原子と電子の役割を明らかにすることを目的として,透過型電子顕微鏡,電子・X線分光(ELNES/XANES),第一原理計算を複合利用した物質の原子・電子構造の精密解析を行っている.
  最新の走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いれば0.5Å(0.05ナノメートル)の空間分解能が実現でき,それに付随して測定されるELNESを用いれば原子分解能で原子・電子構造を測定することが可能である.パラメーターを必要としない高精度な第一原理計算を1,000原子レベルで大規模かつ系統的に実行することが可能になっている.本研究室ではそれら最新の計測・計算技術を通して原子と電子の構造を観て,測って,それらの役割を知り,新たな物質開発の指針を得ることを目指した研究を行っている.
  最近得られた研究成果を図面で示す.図1には光通信の光増幅器として使用されているEr添加SiO2ガラス(EDFA)のSTEM像を示す.ガラス内部のErが原子レベルで分散していることが分かる.図2にはリチウムイオン導電体材料(Li0.5La0.5TiO3)のSTEM像を示す.特異な周期構造を形成していることが分かる.図3には内殻電子励起状態とELNES/XANES実験および理論スペクトルを示す.適切な理論計算を行うことにより実験スペクトルをよく再現することができる.
  この技術を用いた新規材料開発に興味のある企業からのコンタクトを待つ.
●研究者
准教授 溝口 照康
生産技術研究所 物質・環境系部門
●画像


クリックで拡大

図1 Er添加SiO2の原子分解能STEM像
(C) 溝口照康

図2 リチウムイオン導電体材料のSTEM像
(C) 溝口照康

図3 内殻空孔状態および基底状態の電子構造とELNES/XANESの計算および実験スペクトル
(C) 溝口照康
mail
上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
本件に関する共同研究等のお問い合わせは、左のバナーをクリックしてください。スタッフがお問い合わせをお受けいたします。