【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0104
利用課題名 / Title
酸化物ナノシートの構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido 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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope,ナノシート/ Nanosheet
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)
石田 洋平
所属名 / Affiliation
九州大学 大学院総合理工学研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
平井直美
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)
これまで、粘土鉱物ナノシート表面の電荷は、バルク試料の分光学的測定により得られる化学組成とその均一性からのみ議論されてきた。一般に、ナノシート表面での同型置換位置は、互いにできるだけ離れるように配置していると考えられるため、負電荷は三角格子に近い配列を取ると推測されている。しかし、分光学的測定から得られる情報は、膨大な数の分子の平均値でありその大きさや分布、均一性の詳細については不明な点が多い。そこで、本研究では電子顕微鏡を用いて粘土鉱物ナノシート表面を直接観察し、実際の電荷の分布を観察することを目的とする。
実験 / Experimental
本研究では代表的な粘土鉱物であるモンモリロナイト（Montmorillonite: Mt）を用いた。Mtの理想組成はNa0.66(Al3.34Mg0.66)Si8O20(OH)4で、酸化アルミニウム八面体層のAl3+が一部Mg2+に置換されることで表面に負電荷を帯びており、この負電荷を中和するためにNa+、Ca2+、K+などのカウンターイオンを保持している。これらのカウンターイオンをイオン交換によってRb+に置換し、環状暗視野走査透過電子顕微鏡法（ADF-STEM）でRb+の分布を視観察する。
結果と考察 / Results and Discussion
Rb+のADF相対強度はシミュレーションとほぼ対応しその配置を原子分解能で決定することは可能だった。しかしながら、ADF-STEM像からRb+に対応するものとして認識した輝点は予測された電荷の絶対数や分布を反映しておらず、観察技術に関する課題が明らかになった。
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)
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