ポイント
- 新規開発した高速原子分解能電子顕微鏡法により、白金３量体の立体挙動を４０ミリ秒で追跡することに成功した。
- 従来よりも高い時間分解能で直接観察することにより、高温では、白金３量体が準安定状態を経由する遷移運動をするため、白金単原子よりも熱的に安定であることを明らかにした。
- 高速電子顕微鏡法は、温度・ガス・液中などさまざまな条件下における実材料の原子ダイナミクスを捉えることが可能であり、材料研究を大きく加速することが期待される。
東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構の石川 亮 特任准教授、二塚 敏洋 大学院生、川原 一晃 助教、柴田 直哉 機構長・教授、幾原 雄一 教授らのグループは、日本電子株式会社の神保 雄 主事と共同で、新規に開発した高速原子分解能電子顕微鏡法を用いることにより、白金３量体の立体挙動（３次元）を４０ミリ秒（０．０４秒）の時間分解能で追跡することに成功しました。
二酸化チタン（ＴｉＯ２）に担持された白金ナノ粒子は、有毒な排ガス処理や有機化合物の分解反応を促進する触媒材料として工業的に重要な材料です。高温領域では触媒活性が高いものの同時に劣化も進行することから、高温における白金ナノ粒子の動的な立体挙動を明らかにすることは極めて重要です。本研究では、新規に開発した高速原子分解能電子顕微鏡法と第一原理計算を融合することにより、３次元での原子ダイナミクスをリアルタイムで追跡することに成功しました。本成果は、さまざまな条件下（高温・低温、液中、ガス雰囲気など）における原子レベルの動的観察への応用が可能であり、最先端の材料研究を加速する計測技術として役立つことが期待されます。
本研究成果は、２０２４年２月２８日に米国科学誌「Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｄｖａｎｃｅｓ」のオンライン版で公開されます。
本研究は、科学技術振興機構「創発的研究支援事業（課題番号：ＪＰＭＪＦＲ２０３３）」、「ＥＲＡＴＯ（課題番号：ＪＰＭＪＥＲ２２０２）」、日本学術振興会 科研費「新学術領域研究（課題番号：ＪＰ１９Ｈ０５７８８）」、「基盤研究（Ｂ）（課題番号：ＪＰ２１Ｈ０１６１４）」、「基盤研究（Ｓ）（課題番号：ＪＰ２２Ｈ０４９６０）」、「特別研究員奨励費（課題番号：ＪＰ２２Ｊ１５３１３）」、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ（課題番号：ＪＰＭＸＰ１２２３ＵＴ０３２１）」、東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構「次世代電子顕微鏡法社会連携講座」、東京大学・日本電子産学連携室の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（６３３ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Real-time tracking of three-dimensional atomic dynamics of Pt-trimer on TiO2 (110)”
- ＤＯＩ：10.1126/sciadv.adk6501
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
石川 亮（イシカワ リョウ）
東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構 特任准教授
Tel：03-5841-7723
E-mail：ishikawa
sigma.t.u-tokyo.ac.jp柴田 直哉（シバタ ナオヤ）
東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構 機構長・教授
Tel：03-5841-0415
E-mail：shibatasigma.t.u-tokyo.ac.jp幾原 雄一（イクハラ ユウイチ）
東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構 教授
Tel：03-5841-7689
E-mail：ikuharasigma.t.u-tokyo.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
加藤 豪（カトウ ゴウ）
科学技術振興機構 創発的研究推進部
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
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E-mail：souhatsu-inquiryjst.go.jp古川 雅士（フルカワ マサシ）
科学技術振興機構 研究プロジェクト推進部 グリーンイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
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E-mail：eratowwwjst.go.jp -
＜報道担当＞
東京大学 大学院工学系研究科 広報室
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