Organization
Research Field in Science, Science and Engineering Area Graduate School of Science and Engineering (Science) Department of Science Physics and Astronomy Program Associate Professor
Title
Associate Professor
External link
NOZAWA Kazuki
Degree
-
博士（理学） ( 2002.3 姫路工業大学 )
Research Interests
-
Quasicrystals
-
Catalysis
-
First-principles calculation
-
Condensed Matter Theory
Research Areas
-
Natural Science / Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems
Research History
-
Kagoshima University Research Field in Science, Science and Engineering Area Graduate School of Science and Engineering (Science) Department of Science Physics and Astronomy Program Associate Professor
2020.4
-
Kagoshima University Research Field in Science, Science and Engineering Area Graduate School of Science and Engineering (Science) Physics and Astronomy Course Associate Professor
2014.4 - 2020.3
Professional Memberships
-
触媒学会
2011.7
-
日本金属学会
2011.7
-
日本物理学会
2007.7
Committee Memberships
-
日本物理学会 運営委員
2011.5 - 2012.3
Committee type：Other
Papers
-
Tsai A. . Intermetallic: A Pseudoelement for Catalysis . Accounts of Chemical Research50 ( 12 ) 2879 - 2885 2017.12Reviewed
-
Hem Raj Sharma, Kazuki Nozawa, Joseph A. Smerdon, Peter J. Nugent, I. McLeod, Vinod R. Dhanak, Masahiko Shimoda, Yasushi Ishii, An-Pang Tsai, Ronan McGrath . Templated three dimensional growth of quasicrystalline lead . Nature Communications, Nature Publishing Group4 2715-1 - 2715-8 2013.11Templated three dimensional growth of quasicrystalline leadReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . Structure-Induced Covalent Bonding in Al-Li Compounds . Physical Review Letters, American Physical Society104 226406-1 - 226406-4 2010.6Structure-Induced Covalent Bonding in Al-Li CompoundsReviewed
-
Kazuki Nozawa, Nobuyuki Shima, Kenji Makoshi . Theoretical Calculations for Solid Oxygen under High Pressure . Journal of Physics: Condensed Matter, IOP Publishing20 335219-1 - 335219-6 2008.7Theoretical Calculations for Solid Oxygen under High PressureReviewed
-
Sato M., Hiroto T., Matsushita Y., Nozawa K. . First-principles study of the initial stage of Pentacene adsorption on the twofold surface of the Ag-In-Yb quasicrystal . Journal of Physics: Conference Series2461 ( 1 ) 2023
-
M. Sato, T. Hiroto, Y. Matsushita, K. Nozawa . Accuracy of Cluster Model Calculations for Quasicrystal Surface . Materials Transactions62 ( 3 ) 350 - 355 2021.2Reviewed
-
Sam Coates, Kazuki Nozawa, Masahiro Fukami, Kazuki Inagaki, Masahiko Shimoda, Ronan McGrath, Hem Raj Sharma, and Ryuji Tamura . Atomic structure of the (111) surface of the antiferromagnetic 1/1 Au-Al-Tb approximant . Physical Review B102 235419 2020.12Atomic structure of the (111) surface of the antiferromagnetic 1/1 Au-Al-Tb approximantReviewed International coauthorship
-
S. S. Hars, H. R. Sharma, J. A. Smerdon, S. Coates, K. Nozawa, A. P. Tsai d , R. McGrath . Growth of Bismuth Thin Film on the Five-fold Surface of Icosahedral Ag-In-Yb Quasicrystal . Surface Science678 222 - 227 2018.12Reviewed
-
Kazuki Nozawa . Fist-principles study of adsorption of Ag on Ag-In-Yb quasicrystal surface . Proceedings of International Scientific Conference on Engineering and Applied Sciences 2018 197 - 206 2018.6Fist-principles study of adsorption of Ag on Ag-In-Yb quasicrystal surfaceReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . Adsorption structure of Bi on the fivefold surface of i-Ag-In-Yb quasicrystal . Journal of Physics: Conference Series809 ( 1 ) 012018-1 - 012018-5 2017.4Reviewed
-
Kaoru Fujiwara, Yoshiaki Miyawaki, Kazuki Nozawa and Yasushi Ishii . Adsorption Structure and Electronic Structure of Ethylene on Pt3Ti(001) and PtTi3(001) Surfaces : a DFT Study . Materials Transactions56 ( 4 ) 479 - 484 2015.4Adsorption Structure and Electronic Structure of Ethylene on Pt3Ti(001) and PtTi3(001) Surfaces : a DFT StudyReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . First-principles study for phase diagrams of Cd-Ca and Cd-Y Tsai-type Approximants under pressure . Aperiodic Crystals, Springer 101 - 107 2013.1First-principles study for phase diagrams of Cd-Ca and Cd-Y Tsai-type Approximants under pressureReviewed
-
Uichiro Mizutani, Manabu Inukai, Hirokazu Sato, Kazuki Nozawa, E. S. Zijlstra . Hume-Rothery Stabilization Mechanism in Tsai-type Cd6Ca Approximant and e/a Determination of Ca and Cd Elements in the Periodic Table . Aperiodic Crystals, Springer 195 - 201 2013.1Hume-Rothery Stabilization Mechanism in Tsai-type Cd6Ca Approximant and e/a Determination of Ca and Cd Elements in the Periodic TableReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . Theoretical studies on clean and adsorbed surfaces of Ag-In-Yb . Philosophical Magazine, Taylor and Francis91 1923 - 2919 2011.7Theoretical studies on clean and adsorbed surfaces of Ag-In-YbReviewed
-
Kazuki Nozawa, Naruki Endo, Satoshi Kameoka, An-Pang Tsai, Yasushi Ishii . Catalytic Properties Dominated by Electronic Structures in PdZn, NiZn and PtZn Intermetallic Compounds . Journal of the Physical Society of Japan, Physical Society of Japan80 064801-1 - 064801-13 2011.5Catalytic Properties Dominated by Electronic Structures in PdZn, NiZn and PtZn Intermetallic CompoundsReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii, K. Makoshi . First-principles study for effect of lattice defects on the crystal structure of the Zn-Sc cubic crystalline approximant . Journal of Physics: Conference Series, IOP publishing226 012031-1 - 012031-6 2010.5First-principles study for effect of lattice defects on the crystal structure of the Zn-Sc cubic crystalline approximantReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . Electronic Structures and Stability of Ag-In-Ca surfaces . Journal of Physics: Conference Series, IOP publishing226 012030-1 - 012030-7 2010.5Electronic Structures and Stability of Ag-In-Ca surfacesReviewed
-
Tadashi Hatakeyama, Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . Ab initio Studies on Orientational Ordering in Cubic Zn-Sc . Zeitschrift fur Kristallographie, Oldenbourg Wissenschaftsverlag223 830 - 832 2008.12Ab initio Studies on Orientational Ordering in Cubic Zn-ScReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . First-principles Studies for structural transitions in orderd phase of cubic approximant Cd6Ca . Journal of Physics: Condensed Matter, IOP Publishing20 315206-1 - 315206-9 2008.7First-principles Studies for structural transitions in orderd phase of cubic approximant Cd6CaReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . First-Principles studies on orientational ordering of atomic clusters in Cd6Ca . Philosophical Magazine, Taylor and Francis86 615 - 620 2006.1First-Principles studies on orientational ordering of atomic clusters in Cd6CaReviewed
-
Yasushi Ishii, Kazuki Nozawa, Takeo Fujiwara . Non-icosahedral ordering of transition elements in Zn-TM-Sc quasicrystals . Philosophical Magazine, Taylor and Francis86 693 - 699 2006.1Non-icosahedral ordering of transition elements in Zn-TM-Sc quasicrystalsReviewed
-
Yasushi Ishii, Kazuki Nozawa, Takeo Fujiwara . Chemical Bonding and Pseudogap in Zn- and Cd-based Compounds with Complex Hexagonal Structures . Materials Research Society Symposium Proceedings, Materials Research Society805 129 - 134 2004.2Chemical Bonding and Pseudogap in Zn- and Cd-based Compounds with Complex Hexagonal StructuresReviewed
-
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii . First-Principles Structural Optimization of Cubic Approximant Cd6Ca . Materials Research Society Symposium Proceedings, Materials Research Society805 47 - 51 2004.2First-Principles Structural Optimization of Cubic Approximant Cd6CaReviewed
-
Kazuki Nozawa, Nobuyuki Shima, Kenji Makoshi . Theoretical Study of Structures of Solid Oxygen under High Pressure . Journal of Physical Society of Japan, Physical Society of Japan71 377 - 380 2002.2Theoretical Study of Structures of Solid Oxygen under High PressureReviewed
Books
-
合金・金属間化合物の触媒への応用：第一原理計算による物質設計
野澤和生, 石井靖（ Role： Joint author）
中央大学学術シンポジウム研究叢書９ ナノスケール・ミクロスケールから見えるビッグな世界, 中央大学出版部 2013.10
MISC
-
First-principles Electronic Structure Calculation for Catalyst Design Reviewed
K. Nozawa, Y. Ishii
Accounts of Materials & Surface Research 4 ( 1 ) 18 - 29 2019.2
-
Intermetallic: A Pseudoelement for Catalysis Reviewed
A. P. Tsai, S. Kameoka, K. Nozawa, M. Shimoda, Y. Ishii
Accounts of Chemical Research 50 ( 12 ) 2879 - 2855 2017.12
-
Growth of Single Element Quasicrystals Reviewed
Kazuki Nozawa, Yasushi Ishii
Materia Japan 55 ( 6 ) 259 - 266 2016.6
-
金属中の共有結合 -準結晶とZintl化合物の特異な電子構造- Reviewed
石井靖, 野澤和生
固体物理, アグネ技術センター 48 319 - 329 2013.7
-
合金の第一原理電子構造計算と触媒特性 Reviewed
野澤和生, 石井靖
触媒, 触媒学会 53 ( 1 ) 26 - 31 2011.1
Presentations
-
Masanori Sato, Kazuki Nozawa Adsorption structures of Pentacene on the fivefold surface of the Tsai-type Ag-In-Yb quasicrystal International conference
International conference on complex orders in condensed matter: aperiodic order, local order, electronic order, hidden order 2023.9
-
岩戸翔太，亀岡聡，石井靖，野澤和生 Pt 、 Pd 、 Ni を微量添加した Al13 Fe4 (010) 表面の第一原理計算
日本金属学会2023年秋期講演大会 2023.9 日本金属学会
-
佐藤壮紀，野澤和生 Ag-In-Yb 準結晶表面におけるペンタセンの吸着構造
日本物理学会第７８回年次大会 2023.9 日本物理学会
-
佐藤壮紀，野澤和生 Tsai 型準結晶 2 回軸表面へのペンタセンの吸着における acute rhombohedron の重要性
日本物理学会2023年春季大会 2023.3 日本物理学会
-
佐藤壮紀，野澤和生 Ag-In-Yb準結晶２回回転軸表面上のペンタセン吸着におけるacute rhombohedronの重要性
第７０回応用物理学会春季学術講演会 2023.3 応用物理学会
-
岩戸翔太，石井靖，野澤和生 Pt, Ni, Pd を微量添加した Al13 Fe 4 の電子構造
日本金属学会2023年春期講演大会 2023.3 日本金属学会
-
佐藤壮紀、岩戸翔太、福山勝也、北原慎平、石井靖、野澤和生 ハイパーマテリアル表面の第一原理計算
第９回領域会議 2022.12
-
Masanori Sato, Kazuki Nozawa First-principles study of atomic structure of trace Pt-doped Al13Fe4
4th Hypermaterials Young Research Seminar 2022.12
-
Masanori Sato, Kazuki Nozawa Stable adsorption structures of Pentacene on the Tsai-type quasicrystals
4th Hypermaterials Young Research Seminar 2022.12
-
福山勝也，野澤和生 ニューラルネットワークを用いた準結晶 Ag-In-Yb 表面上の Pb 吸着エネルギーの予測
第１２８回日本物理学会九州支部例会 2022.12 日本物理学会九州支部
-
岩戸翔太，石井靖，野澤和生 Al13Fe4 への Pt 微量添加に関する第一原理計算
第１２８回日本物理学会九州支部例会 2022.12 日本物理学会九州支部
-
岩村和哉，大谷友輔，石井靖，野澤和生 酸化した PdZn(111) 表面への OH 吸着の第一原理計算
第１２８回日本物理学会九州支部例会 2022.12 日本物理学会九州支部
-
佐藤壮紀，野澤和生 Ag-In-Yb 準結晶２回軸表面におけるペンタセンの安定吸着サイ トに関する第一原理計算
第１２８回日本物理学会九州支部例会 2022.12 日本物理学会九州支部
-
岩村和哉，大谷友輔，石井靖，野澤和生 酸化した PdZn(111) 表面への H2 O 吸着の第一原理計算
日本金属学会2022年秋期講演大会 2022.9 日本金属学会
-
北原 慎平, 原田 太輔, 野澤 和生, 石井 靖 ベイズ最適化を用いたAg-In-Yb準結晶表面のBi原子吸着エネルギー面計算
第８３回応用物理学会秋季学術講演会 2022.9 応用物理学会
-
佐藤壮紀，野澤和生 DFT計算によるAg-In-Yb準結晶２回軸表面上のペンタセン分子の安定構造
日本物理学会2022年秋季大会 2022.9 日本物理学会
-
Shimpei Kitahara, Daisuke Harada, Kazuki Nozawa and Yasushi Ishii Application of Bayesian Optimization to calculations of adsorption energy of Bi on i-Ag-In-Yb quasicrystal International conference
Aperiodic 2022 2022.6
-
M. Sato, T. Hiroto, Y. Matsushita, K. Nozawa First-principles study of Pentacene adsorption on the twofold surface of the Ag-In-Yb quasicrystal International conference
Aperiodic2022 2022.6
-
佐藤壮紀, 廣戸孝信 , 松下能孝 , 野澤和生 Tsai 型 Ag-In-Yb 準結晶表面におけるペンタセンの安定吸着構造
ハイパーマテリアル第８回領域会議 2022.4
-
岩村和哉、⼤⾕友輔、⽯井靖、野澤和⽣ 酸素原子が吸着したPdZn(111)表面構造の第一原理計算
日本金属学会2022年春期講演大会 2022.3 日本金属学会
-
佐藤壮紀, 廣戸孝信, 松下能孝, 野澤和生 準結晶表面上におけるペンタセンの吸着構造に関する第一原理計算
日本物理学会第７７回年次大会 2022.3 日本物理学会
-
K. Iwamura, Y. Otani, Y. Ishii, K. Nozawa Effect of Reaction Intermediates on Methanol Steam Reforming over PdZn International conference
Material Research Meeting 2021 2021.12 The Materials Research Society of Japan
-
M. Sato, T. Hiroto, Y. Matsushita, K. Nozawa DFT Study of Adsorption of Pentacene Molecule on Quasicrystal Surface International conference
Material Research Meeting 2021 2021.12 The Materials Research Society of Japan
-
岩村和哉，大谷友輔，石井靖，野澤和生 酸素原子吸着によるPdZn(111)表面の構造変化の第一原理計算
日本物理学会九州支部例会 2021.12 日本物理学会九州支部
-
佐藤壮紀，廣戸孝信，松下能孝，野澤和生 i相Ag-In-Yb準結晶表面におけるペンタセン分子の安定吸着構造の探索
日本物理学会九州支部例会 2021.12 日本物理学会九州支部
-
佐藤壮紀，廣戸孝信，松下能孝，野澤和生 準結晶表面におけるペンタセン分子の第一原理計算
日本物理学会 2021秋季大会 2021.9 日本物理学会
-
岩村和哉，大谷友輔，石井靖，野澤和生 メタノール⽔蒸気改質の反応中間体による PdZn 表⾯への影響
日本金属学会2021年秋期講演大会 日本金属学会
-
DFT Study of atomic and molecular adsorption on quasicrystal surfaces
2021.7
-
大谷友輔, 石井靖, 野澤和生 酸素が吸着したPdZn(111)表面の第一原理計算
第126回日本物理学会九州支部例会 日本物理学会九州支部
-
湊駿文, 石井靖, 野澤和生 Ptを微量添加したAl13Fe4の置換サイトに関する第一原理計算
第126回日本物理学会九州支部例会
-
佐藤壮紀, 廣戸孝信, 松下能孝, 野澤和生 準結晶表面のバンド計算におけるクラスタモデルの計算精度
第126回日本物理学会九州支部例会
-
大谷友輔, 石井靖, 野澤和生 PdZn(111)表面の電子構造における吸着酸素の影響
第１２６回触媒討論会
-
山口孔大朗, 野澤和生 第一原理計算による Ni3 Al(210)表面の Al 選択酸化に関する研究
日本金属学会2020年秋期大会
-
佐藤正紀, 野澤和生 非周期表面におけるクラスタモデルを用いた吸着エネルギーの計算精度
日本物理学会2020年秋季大会 日本物理学会
-
大谷友輔，石井靖，野澤和生 PdZn(111)表面への酸素の吸着 International conference
第125回触媒討論会 触媒学会
-
Origin of crescent-shaped structures of deposited Bi formed on Ag-In-Yb quasicrystal surface International conference
-
Kazuki Nozawa First-principles study of single-element quasiperiodic ultra-thin film of Bi
第24回準結晶研究会
-
Kazuki Nozawa Theoretical study of single-element quasi-periodic thin films formed on Ag-In-Yb quasicrystal International conference
32nd European Crystallographic Meeting
-
Yusuke Otani, Kotaro Yamaguchi, Kazuki Nozawa Ab-initio study of oxygen adsorption on PdZn(111) surface International conference
32nd European Crystallographic Meeting
-
Kotaro Yamaguchi, Kazuki Nozawa First-principles study?of oxygen adsorption?structure on?Ni3Al(210) surface International conference
32nd European Crystallographic Meeting
-
Kazuki Nozawa Single-Element Quasiperiodic Thin Films Grown On The Five-Fold Surface Of Ternary Icosahedral Quasicrystals International conference
International Cenference on Composites/Nano Engineering
-
Kazuki Nozawa First-principles study of growth of single element quasi-periodic ultra-thin films Invited International conference
EMN Amsterdam Meeting
-
山口孔大朗，蔡安邦，野澤和生 Ni3Al(210)面の酸素吸着構造に関する第一原理計算
金属学会2019年春期講演大会
-
山口孔大朗，野澤和生 Ni3Al(210)面及び(111)面の表面構造に関する第一原理計算
日本金属学会2018秋期大会 日本金属学会
-
Kazuki Nozawa, Kenji Makoshi, Yasushi Ishii First-principles study of Ag adsorption on the five-fold surface of Ag-In-Yb quasicrystal
The Physical Society of Japan
-
Kazuki Nozawa Fist Principles Study of Adsorption of Ag on Ag-In-Yb Quasicrystal International conference
International Scientific Conference on Engineering and Applied Sciences 2018
-
野澤和生 Ag-In-Yb 準結晶基板上に形成される Bi 準周期超薄膜の構造
第２２回準結晶研究会
-
H. R. Sharma, S. Hars, J. A. Smerdon, S. Thorn, A. Al-Mahboob. Smerdon, K. Nozawa, Y. Ishii, R. Tamura, A. P. Tsai, R. McGrath Surface structure and epitaxy on Ag-In-RE quasicrystals and related periodic approximants International conference
13th International Conference on Quasicrystals
-
K. Nozawa, Y. Ishii Adsorption structure of Bi on the fivefold surface of i-Ag-In-Yb quasicrystal International conference
13th International Conference on Quasicrystals
-
H Sharma, J Smerdon, K Nozawa, K Young, T Yadav, V Dhanak, Y Ishii, M Shimoda, A Tsai, R McGrath Templated quasicrystalline ordering of single elements and molecules International conference
23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography International Union of Crystallography
-
Kazuki NOZAWA, Yasushi Ishii Density Functional Study Of Surface Structure Of Complex Intermetallic Compounds Ag-In-Yb and Ag-In-Gd International conference
The 22nd International Conference on Composite/Nano Engineering
-
野澤和生 単元素準結晶の結晶成長（招待講演）
東北大学多元物質科学研究所第4回新機能無機物質探索研究センターシンポジウム 東北大学多元物質科学研究所第4回新機能無機物質探索研究センターシンポジウム
-
Shimoda M., Cui C., Sharma R H., Nozawa K., Ishii Y., Tsai P.A. Surface Structure of Ag-In-Yb 1/1 Approximant
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 2013.8 The Physical Society of Japan (JPS)
-
Nozawa Kazuki, Tsai An-Pang, Ishii Yasushi Stability of acute rhombohedra in Cd-based quasicrystals
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 2013.8 The Physical Society of Japan (JPS)
-
Nozawa Kazuki, Ishii Yasushi 27pGF-3 Adsorption structure of Bi on Ag-In-Yb quasicrystal surface
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 2012.3 The Physical Society of Japan (JPS)
-
Kazuki Nozawa Covalent bonding in Al-Li compounds (invited) International conference
The 6th Asian International Workshop on Quasicrystals The 6th Asian International Workshop on Quasicrystals
Awards
-
Best Presentation Award for Young Researchers
2009.6 The 5th Asian International Workshop on Quasicrystals Comparative first-principles study for Tsai-type approximant
野澤 和生
Research Projects
-
Hypermaterials informatics and the search for hidden orders
Grant number：19H05820 2019.6 - 2024.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area) Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Grant amount：\89700000 （ Direct Cost: \69000000 、 Indirect Cost：\20700000 ）
-
ラネー合金単結晶を用いた選択溶出過程の検証とナノ・バルクハイブリット触媒の創製
Grant number：18H01783 2018.4 - 2021.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 基盤研究(B)
亀岡 聡, 野澤 和生, 蔡 安邦
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
Grant amount：\17680000 （ Direct Cost: \13600000 、 Indirect Cost：\4080000 ）
ラネー金属触媒は、極めて高い触媒能を有するバルク型金属触媒としてよく知られている。その製法は触媒活性金属Xを含むAl基二元ラネー合金（Al-X; X= Ni, Co, Cuなど）からアルカリ水溶液中でAlをリーチング（選択的溶出）させる極めて単純なものであるが、バルク型の金属触媒として実に画期的なものである。しかし、これまでのラネー触媒の多くは単一金属系であるため触媒材料としてその安定性や高機能化の面で限界があり、この分野の触媒研究はあまり進展してこなかった。
そこで、本研究では、触媒化学と金属材料科学（結晶・構造、組織、腐食特性など）の観点からラネー合金の単結晶を用いて選択溶出過程を検証しそのバルク型金属触媒における特異な活性発現起源を学理的に理解するとともにさらにAl基三元系ラネー合金（Al-X-Y）へ発展させ全く新しいナノ・バルクハイブリット触媒材料を創製することを目的とした。
本年度は、これまで行ってきたフラックス法を用いた単結晶作製に加え、多結晶体（ただし数μmグレインサイズ）の作製条件も種々検討した。特に、進展した点は、多結晶体であっても熱処理を施すことでグレインサイズをある程度制御（～μm）できることがわかり、単結晶体を用いた場合とほぼ同等の情報が得られることがわかった点である。それにより、試料作製や試料のキャラクタリゼーションがしやすくなった。また、作製した各種試料に対して、CO酸化特性を調べた。 -
単元素準結晶薄膜の成長機構の解明
Grant number：18KK0390 2018 - 2020
日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A)) 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
野澤 和生
Grant amount：\13650000 （ Direct Cost: \10500000 、 Indirect Cost：\3150000 ）
本研究では、Ag-In-Yb準結晶5回表面上に形成されるPb, Biなどによる単元素準結晶超薄膜の原子構造と電子構造の解明を目指している。
走査型電子顕微鏡（STM）を用いた実験によれば、Ag-In-Yb準結晶5回表面に蒸着されたPb, Biは、いずれも初期段階で一辺0.9nm程度の5角形（第1層）を形成し、更に蒸着量を増やすと一辺1.5nm程度の5角形（第2層）を形成する。しかしながら、その詳細には吸着元素依存性がある。本年度は、このPbとBiの第1層、第2層の構造において元素依存性が現れる点を重点的に調べた。
第一原理計算により、蒸着元素としてBiを用いた場合の第1層の占有サイトがほぼ特定できた。しかしながら、この2つの吸着サイトの表面からの高さは0.04nm異なっており、Tersoff-Hamann法により計算されたSTM像は、実験で得られた像と異なっていた。シミュレーションによれば、2つの5角形の高さの差が0.02nm程度であれば実験のSTM像を再現できることから、実験では観測されていない吸着原子層が存在する可能性が示唆された。このような、STM実験で観測されない原子層が存在する可能性は、本研究の基研究（17K05059）でも示唆されていた。これまでの研究により、吸着の初期段階においてPb, Biは基板準結晶の原子サイトを部分的に占有していると考えられることから、実験で観測されない原子層として、基板準結晶のいくつかの原子サイトを仮定して詳細な吸着構造の分析を行ったところ、基板準結晶の基本構造ブロックである殻状原子クラスタの第5殻の一部が占有された場合に、Bi第1層のSTM像を再現する結果が得られることが分かった。 -
Grant number：17K05059 2017.4 - 2020.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C) Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Nozawa Kazuki
Grant amount：\4810000 （ Direct Cost: \3700000 、 Indirect Cost：\1110000 ）
We investigated the atomic structure and electronic states of single-element quasi-periodic ultra-thin films formed on the Ag-In-Yb quasicrystal using a non-empirical calculation based on quantum mechanics. Both Pb and Bi form single-element quasi-periodic layers occupying part of atomic sites of the substrate, but scanning tunneling microscopy (STM) had observed that the structures and adsorption sequences of these films were different. We revealed in this study that the reason why Pb and Bi exhibit different structures in the initial stage of the adsorption. We pointed out that some adsorbed atoms which are not detected by STM play a role in the formation of the quasi-periodic films. We reported that a single-element quasi-periodic film of Ag can be formed on the same substrate. We verified the accuracy of a method to determine the stable adsorption structure on aperiodic surfaces within the ordinary band calculation method.
-
Lattice defects (nano-twin) and origin of activity for bulk metallic catalysts
Grant number：15H02299 2015.4 - 2019.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A) Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Tsai Anpang
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
Grant amount：\40170000 （ Direct Cost: \30900000 、 Indirect Cost：\9270000 ）
We have proposed a new mechanism for creation of catalytically active sites in porous Au. The existence of low-coordinated atomic sites on the surface is essential for understanding the catalytic activity of nanostructured Au. Samples of porous Au prepared by leaching Al2Au exhibit high catalytic activity towards CO oxidation. The presence of quite common nano-twins in the fcc lattice of porous Au significantly correlates with the catalytic activity. On the {211} surfaces of porous Au the twin boundaries can form chains of atoms with coordination number CN=6, which is denoted as W-chains. In contrast to the usually considered isolated low-coordinated active sites in Au as the corners of nanoparticles or the kinks on stepped of surfaces the W-chains form long rows of active Au sites. DFT calculations show that on the W-chains O2 chemisorbs and activated.