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特殊な発光現象を示すセラミック微粒子を発見

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November, 17, 2020, 東京--東京工業大学 科学技術創成研究院の塚本孝政助教、山元公寿教授、葛目陽義特任准教授(現 山梨大学クリーンエネルギー研究センター 准教授)、神戸徹也助教、および分子科学研究所の長坂将成助教らの研究グループは、2018年に開発した「アトムハイブリッド法により合成した「サブナノ粒子」を分析し、新たな性質を持つ量子サイズ物質を発見した。

ナノ粒子よりもさらに小さなサブナノ粒子は、多様な機能性が注目されているが、従来の方法では合成が難しく、これまで特性がほとんど研究されてこなかった。
 研究では、インジウムとスズの二種類の金属元素を含むセラミック微粒子(サブナノ粒子)を、元素比率を連続的に制御して合成し、新たな性質を持つ粒子を探索した。その結果、ある特定の元素比率では、粒子内部の金属原子が「異常な電子状態」を発現し、それに伴う特殊な発光現象を示すことを発見した。このような電子状態は、物質のサイズを極限まで縮小し、かつ異なる元素を適切に混合することによって初めて生み出される。

研究では、独自の手法を用いたサブナノ粒子の網羅的探索により、量子サイズ物質特有の現象の一つが発見され、詳細な分析によりその原理が明らかにされた。将来的には、この新たな学理に基づいた設計によって、特殊な電子状態を利用した次世代機能材料の創出が期待できる。

研究成果は、「Journal of the American Chemical Society」オンライン版に掲載された。
(詳細は、https://www.titech.ac.jp)