研究概要

独立行政法人 科学技術振興機構

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ナノクラスターとは、数個から数百個の原子・分子が集合した、数ナノメーターサイズの大きさの超微粒子のことです。原子・分子より大きく、バルクよりも小さいナノクラスターは、そのどちらとも異なる特異的な性質や機能を有することから、触媒、電子デバイス、磁気デバイスなどへの応用が期待されています。

ナノクラスターは、構成原子数(サイズ)により諸特性が劇的に変化するという特徴のために、突出した高い機能性を有していますが、逆にこのことが機能の解明・把握を困難としている要因ともなっています。また、精密に構造制御した合成方法、単離方法やデバイス作製のための集積方法が未開発であるため、フラーレンなど一部を除いて実用化されておらず、電子デバイスなどの基盤材料としての具体性も示されていません。

本プロジェクトは、金属内包ケージ体および有機金属サンドイッチクラスターをモデル材料として、ナノクラスターの合成・機能解析を行うとともにナノクラスターを配列集積させて太陽電池などのデバイスを作製し、これら実証データを足がかりとしてナノクラスター物質科学の基礎を確立することを目指しています。

ナノクラスターの応用可能性の探索にあたっては、ナノクラスターの単体およびデバイスの機能実証が必要であり、精密な構造制御および集積化制御がそのためのボトルネックであると考えられています。このため、クラスター化学の知見を利用したナノクラスターの精密大量合成と同一環境下での配列集積、原子レベルでの物性計測・機能解析および集積物質を利用したデバイスの創成を行い、これらの課題解決に取り組んでいます。

さらに、これらの研究を通じ、ナノクラスターを基盤材料とした新たなナノデバイス創成の道筋を提示することを目指します。

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