| Project/Area Number |
05214206
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
藤間 信久 静岡大学, 工学部, 講師 (30219042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 豪 静岡大学, 工学部, 教授 (50013537)
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| Project Period (FY) |
1993
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1993)
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| Budget Amount *help |
¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1993: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | マンガンクラスター / 電子状態 / 魔法数 / 非金属結合 |
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| Research Abstract |
本年度の研究において、中性および陽イオンMn_Nクラスター(N=2〜7)の電子状態を計算し、中性クラスターでは非金属的なクラスターになること、陽イオンクラスターではN=5で非金属的なクラスターから金属的なクラスターに変化することを明らかにした。これは他の3d遷移金属クラスターには見られないMnクラスター特有の性質である。
1.中性Mn_2クラスターでは、3d軌道は半分、4s軌道は完全に詰まった孤立原子に近い配置(3d^54s^2)の電子配置を示す。また、平衡原子間距離は結晶の130%程度と非常に大きい。
2.中性MnNクラスター(N=3〜7)では、最高占有準位付近で3d-4s混成が大きくなるものの全体としてはMn_2と類似の電子状態を示す。また、平衡原子間距離も結晶の120%であり依然として大きい。
3.以上の結果から、中性Mnクラスターは“丸い"孤立原子が集まった、非金属的なクラスターであるといえる。
4.陽イオンMn_2^+クラスターでは、4sの反結合準位から電子が抜けた分、中性クラスターに比べ原子間距離は縮まり(結晶の120%)、3d-4s混成が大きくなるものの、電子状態の様相はだいたい中性クラスターに似ている。Mn_4^+クラスターまでは同様の結果を示す。
5.一方、Mn_5^+以上のクラスターでは様相は一変し、3d準位のエネルギー幅が広がりバンド的になる。また、原子間距離は結晶の90%以下になり、金属的な結合性を示す。
6.この非金属-金属遷移はMnクラスターに固有のものであり、魔法数N=5に対応しているものと思われる。
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