【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.20】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0203
利用課題名 / Title
主要族元素を用いた新規ナノ構造体の構造解析と物性解明
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
量子効果デバイス/ Quantum effect device,スピン制御/ Spin control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
神戸 徹也
所属名 / Affiliation
東京工業大学科学技術創成研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
山元 公寿,橋本 遼太郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山原 弘靖
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
利用者はこれまで、デンドリマー鋳型を用いた主要族金属元素によるサブナノサイズの粒子の精密合成を開拓してきた。本測定では新たに合成した数原子から数十原子からなるスズやビスマスなどのサブナノ粒子の物性を磁気特性を中心に解明することを目的とした。
実験 / Experimental
サブナノ粒子はフェニルアゾメチンデンドリマーに集積させた金属塩を還元することで合成した。この手法により原子数を制御することができ、粒径を制御したサンプルが合成できる。合成したビスマス粒子の磁気機能を評価するため、極限環境下電磁物性計測装置(PPMS)の振動試料型磁力計（Vibrating Sample Magnetometer, VSM）オプションを用いた。VSMは、温度や外部磁場を変化させながら試料の磁気モーメントを連続的に測定する装置である。直流磁場中で試料を一定の振動数で振動させ、コイルを通過する磁力線の変化により誘導起電力を取得し、試料の磁化を算出した。
結果と考察 / Results and Discussion
合成したビスマスサブナノ粒子、合成した50-100 nm程度のビスマスナノ粒子、合成したビスマスバルクサンプル、および担体として利用したTiO2について、磁気特性を評価するためにVSM測定を行った。TiO2サンプルはビスマスサブナノ粒子の合成過程と同様に処理し、BiCl3の滴下のみを除いたものを用いた。温度を2.5 Kもしくは298 Kに固定し、0 Oe → 30000 Oe → -30000 Oe → 30000 Oe → 0 Oeと連続的に外部磁場を変化させながら、M-H曲線を測定した。担体であるTiO2はいずれの温度条件でも磁場変化に対して磁気モーメントの変化がほとんど見られなかった。上記測定結果から、TiO2担体上のビスマス粒子の反磁性挙動が確認された。単位質量当たりの磁化率（質量磁化率𝜒𝑚）を算出した結果、サブナノ領域では粒径の微小化に伴い反磁性が小さくなる挙動を示した（60核 > 28核 > 12核）。一方、ナノ領域以降では粒径の増大に伴い反磁性が小さくなり、60核において最も反磁性が大きい結果が得られた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
-
Hisanori Muramatsu, Search for Thiol‐Protected Gold Clusters Doped with Different Elements Using Dendrimers, Macromolecular Chemistry and Physics, 226, (2024).
DOI: 10.1002/macp.202400334
-
Hisanori Muramatsu, Synthesis and functionalities of FeSn12 superatom prepared by single atom introduction with a dendrimer template, Chemistry – A European Journal, 30, (2024).
DOI: 10.1002/chem.202400060
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件