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リチウムアミドの電子状態

Electronic states of lithium amide

鎌倉 望; 竹田 幸治  ; 斎藤 祐児 ; 山上 浩志; 坪田 雅己*; Paik, B.*; 市川 貴之*; 小島 由継*; 室 隆桂之*; 木下 豊彦*

Kamakura, Nozomu; Takeda, Yukiharu; Saito, Yuji; Yamagami, Hiroshi; Tsubota, Masami*; Paik, B.*; Ichikawa, Takayuki*; Kojima, Yoshitsugu*; Muro, Takayuki*; Kinoshita, Toyohiko*

リチウムアミド(LiNH$$_{2}$$)は高容量水素貯蔵材料として期待されている軽元素系水素化物である。本研究では絶縁体であるリチウムアミドの電子状態を軟X線発光分光(XES)・吸収分光(XAS)によって研究を行った。SPring-8の光エネルギーh$$nu$$=425eVの軟X線を用いたXESと蛍光収量法によるN 1$$s$$ XASにより、占有準位,非占有準位のN 2$$p$$部分状態密度を調べた。実験によって得られたN 1$$s$$ XES, XASスペクトルにはLiNH$$_{2}$$のバンドギャップが観測されており、XESスペクトルで得られた占有準位のN 2$$p$$部分状態密度は3ピークが価電子帯上端から約-8eVの範囲に広がっている。これらの特徴はLiNH$$_{2}$$に対するバンド計算とおおむね一致している。バンド計算との比較からXESスペクトルの高結合エネルギー側に観測されている水素との結合状態等LiNH$$_{2}$$の電子状態について議論する。

Lithium amide (LiNH$$_{2}$$) is lightweight complex hydride expected as a high-capacity hydrogen storage material. The electronic structure of lithium amide (LiNH$$_{2}$$) is investigated by soft X-ray emission spectroscopy (XES) and absorption spectroscopy (XAS). The unoccupied and occupied parts of the N 2$$p$$ partial density of states are studied by N 1$$s$$ XAS in the fluorescence yield mode and XES using soft X-ray (h$$nu$$=425eV) of SPring-8. The XES and XAS spectra show a band gap between the valence and conduction bands. The valence band in the XES spectrum consists of three peaks, which extend up to $$sim$$ -8eV from the valence band top. The overall feature of the electronic structure of lithium amide by the XES and XAS is consistent with the band calculation. The strongly hybridized state with H 1$$s$$ observed on the high binding energy side in the XES is discussed.

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