【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0157
利用課題名 / Title
様々な価数をとる金属を導入した結晶の電子状態による物性変化
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）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）-
キーワード / Keywords
表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子分光/ Electron spectroscopy
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)
石川 大輔
所属名 / Affiliation
広島大学大学院先進理工系科学研究科化学プログラム集積化学研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松本陽菜
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
鈴木啓太
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)
結晶の作製法（固相イオン交換 or 定電流電解法）、内包イオンの種類（Mn or Ni）によって物性変化が観測され、その原因を電子状態から評価するためにXPS測定を行った。本測定では原子ごとのスペクトルからピークシフトが起きているかを観測することで電子状態の変化を評価した。
実験 / Experimental
4種類の結晶を粉末状にしてカーボンテープの上にのせ測定を行った。線源にはMgを使用し、12 kV, 20 mAの電圧・電流値に設定した。得られたデータから横軸エネルギー(eV)、縦軸強度のグラフを作成し、各測定原子（C, O, S, Ni）を結晶ごとにピークの位置などを比較した。
結果と考察 / Results and Discussion
全ての原子に関して、4種類の結晶間でピークトップのシフトは観測されなかった。これは結晶作製法による結晶構造の違いや内包イオンの種類によって電子状態が変化しない可能性を示唆している。また、以前測定したイオン交換前の結晶とイオン交換後の結晶のスペクトルを比較するとすべての原子でピークトップがシフトしていた。電子移動が起きたと仮定すると、酸化に関する原子（Ni, S）のスペクトルでのみピークトップのシフトが観測されるのでイオン交換前後のピークシフトは電子移動由来ではないことが明らかとなった。今回の測定から4種類の結晶で観測された物性変化は電子状態の変化ではなく結晶内の分子配列や結晶構造の違いが影響している可能性が示唆された。
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 石川大輔、加藤智佐都、眞邉潤、Goulven Cosquer、藤林将、井上克也、芥川智行、高橋仁徳、中村貴義、西原禎文、”The Solid-State Ion Exchange and Electronic States of Conductive Ni(dmit)2 Crystals Using Multivalent Metal Ions”、日本化学会第105春季年会(2025)（大阪）、令和7年3月26日
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