36渋田 昌弘25Masahiro SHIBUTA矢島 健26Takeshi YAJIMA内包フラーレン超原子の秩序集積による新機能の開拓（2022採択）Pioneering of New Functionalities at Superatom Assembly with Endohedral Fullerene(Project 2022)超イオン伝導体におけるイオン相関とイオン伝導の関係解明（2022採択）Elucidation of the relationship between ionic correlation and ionic conduction in superionic conductors(Project 2022)to the substrate plane. X-ray single-crystal analysis revealed the herringbone packing of naphthalene diimide moieties in the 2D perovskite structure. Additionally, the energy-level relationship suitable for hole and elec-tron transport was obtained. Based on the aforementioned results, it would be possible in the future to fabri-cate next-generation ambipolar transistors, in which the electrons are transported through the organic sheets and the holes are transported through the inorganic sheets.炭素原子がかご状のネットワークを形成したフラーレン類は，原子を内包することによりその超原子的な性質を高い自由度で制御することができる．本研究では主にLi内包C60フラーレン (Li@C60) を対象に，これを固体基板上への秩序集積化することにより発現する電子的機能を，光電子分光を主幹とした電子状態評価により明らかにする研究を行った．その結果，高純度なLi@C60超原子集積体の作製に成功するとともに，特徴的なエネルギー分散を持つ電子バンドの観測に成功した．この研究成果は内包原子を選択することによる超原子的電子物性の高い制御性を実証するものであり，超原子物質科学に基づく次世代バンドエンジニアリングの実現に資するものである．Fullerene derivatives, which form cage-like networks with carbon atoms, can widely control their superatom-ic properties by an endohedral doping of atoms. In this study, we focused on Li-encapsulated C60 fullerene (Li@C60) and investigated the electronic functionality by their assembly on a solid substrate through photo-electron spectroscopy. We have succeeded in fabricating high-purity Li@C60 assemblies and in detecting characteristic electron bands exhibiting high energy dispersions. This research demonstrates the high control-lability of superatomic properties by selecting encapsulated atoms and contributes to the realization of next-generation band engineering based on superatomic material science.超イオン伝導体ではLiイオン同士の相関による協奏的な伝導が高速イオン伝導の起源であると理論的に提唱されてきたが，我々のLi10GeP2S12(LGPS)単結晶を用いた実験研究は，必ずしもそうではなく，従来の理論的な理解では不十分であることを示した．本研究では超イオン伝導体のイオン相関とイオン伝導の関係を詳細に解明すべく，LGPSよりも結晶構造内のLi原子の密度が低いLi1+xAlxTi2–x(PO4)3(LATP)単結晶のイオン伝導特性評価を行った．その結果，LATPはLGPSとはイオン相関の効果が真逆に働くことが明らかとなり，結晶構造内のLi原子の密度によってイオン相関のイオン伝導に対する効果が異なることが示唆された．In superionic conductors, it has been theoretically suggested that concerted conduction caused by Li ion cor-relation is the origin for fast ionic conduction; however, our experimental study using Li10GeP2S12(LGPS) single crystals is not necessarily in line with this, and thus, we demonstrated that theoretical understandings are insufficient. To further understand the relationship between ionic correlation and ionic conduction in su-
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