マテリアル・機能設計学講座 ［ナノスペース機能学］ 木村 薫 教授 研究室
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| III族のボロン（B）やアルミ（Al）の正20面体クラスターが、中心の１原子が存在するかどうか等の僅かな構造変化で金属結合的になったり共有結合的になったりすることを見出し、金属結合−共有結合転換を提案した。このクラスターは結晶の周期性と共存できない対称性を持ったユニークなクラスターでもある。正20面体クラスター固体はBやAlを主体とした化合物であるが、金属から半導体まで、結晶から準結晶まで、連続的に様々な相が存在し多様性に富んだ物質群であり、新物質や新材料が期待される。両物質群において、構造解析、分子軌道法等による電子状態計算、ＭＥＭによる電子密度分布測定、電気伝導・光伝導・熱伝導等の物性測定を行い、統一的に理解することを試みている。応用としては、金属と半導体の利点を併せ持つ材料として熱電変換材料や高抵抗チップ材料の開発を目指している。さらに、同じ正20面体対称性を持つクラスターを構造単位とするC60固体やSiクラスレート化合物、ボロンの層状構造であるＭgＢ2との関係についても明らかにしつつあり、超伝導体の探索も行っている。また、ナノスペースから物質を組み立てることを目指して、孤立クラスターの研究も開始している。これらは、金属分野や半導体分野の一部を融合させる学融合の一試行であると考えている。
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