フラーレンの新機能探索

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05233104
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 鯉沼 秀臣 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70011187)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 信次 工業技術院, 物質工学工業技術研究所・高分子化学部, 室長 ; 阿竹 徹 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (30028229) ; 丸山 有成 分子科学研究所, 教授 (40013479) ; 高橋 隆 東北大学, 理学部, 助教授 (00142919) ; 岸尾 光二 東京大学, 工学部, 助教授 (50143392)
• Keywords: 単結晶育成 / フラーレンの固体物性 / 内包フラーレン / 光電子スペクトル / 電荷移動錯体 / フラーレンの光機能 / フラーレンの電導性

Research Abstract

成果は大別して、(1)機能探索の基礎となる高品質試料の作製、(2)バクル固体、薄膜に固有の物性の解明、(3)新機能の探索、に分類できる。
岸尾は、C_<60>とC_<70>の大型単結晶の育成に成功し、X線回析や熱測定により構造相転移の詳細を明らかにした。またド-ピングに伴う磁性、および誘導体の酸化・還元特性についても、特異的な挙動を見いだしている。阿竹は、高精度の断熱型熱容量計を作製し、常温から極低温までの熱容量データを得た。残留溶媒の影響を定量的に評価するとともに、柔粘性固体に特有の相転移を示し、C_<60>,C_<70>の違いを振動モードの解析により明確にした。丸山は、強磁性が見い出されたC_<60>とアミン(TDAE)錯体の単結晶を作製した。精密な磁化測定により、従来見つかっていなかったヒステリシスが存在することを明かにした。高橋は、希土類原子を内包したフラーレンMx@C84の電子構造を高分解能光電子分光法で解析した。その結果内包したScが通常予想される3価以下の原子価状態にあり、Sc@C_<84>がLi原子と等電的になり、ダイマー化し易いという新しい知見を得ている。南は、フラーレンの蒸着薄膜を作製し、in situの光電流スペクトルの測定からフラーレンの光励起過程のメカニズムを明らかにし、光電導体などへの応用の可能性を示唆した。鯉沼は、パルスレーザー法やMBE法により薄膜を作製し、その伝導度が微量の酸素によって大きく変わることを定量的に示した。In situ測定法を確立し、結晶性とアモルファス膜の伝導性の顕著な違いを、光電導度のpersistencyと劣化に見いだしている。また、全収集光電子スペクトルにより膜のギャップ内単位を定量的に評価している。さらに、パルスレーザーアブレーションによるSiCからのフラーレン形成、C_<60>薄膜へのHイオン打ち込みによる内包化の可能性というまったく新しい知見を得ている。

Research Products

• [Publications] 浅川寿昭 鯉沼秀臣: "フラーレンの固体物性と薄膜の機能" 現代科学. 3月号. 56-62 (1995)
• [Publications] 鯉沼秀臣 荒金崇士: "球状ナノ分子C_<60>の合成と薄膜化" 電子情報通信学会誌. 77. 1161-1167 (1994)
• [Publications] Toshiaki Asakawa,Masahiro Sasaki et.al.: "Dark and Photoconductivity Behaviors of Amorphous and Crystallline C_<60> Films" Jpn.J.Appl.Phys. IN PRESS. (1995)
• [Publications] S.Gonda,M.Kawasaki et.al: "Highly sensitive analysis for valence band edge of C_<60> films by total yield photoelectron spectroscopy" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.349. 325-330 (1994)
• [Publications] T.Asakawa,M.Sasaki Y.Yoshimoto et.al.: "Electrical properties of C_<60> and its partially decomposed thin films fabricated by vacuum evaporation and ion plating methods" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.349. 185-190 (1994)
• [Publications] O.Odawara,T.Ito T.Asakawa,M.Yoshimoto: "SIMS study on carbon molecular ions sputtered from various carbon allotropes" SIMS study on carbon molecular ions sputtered from various carbon allotropes. 124-127 (1993)
• [Publications] T.Asakawa,T.Arakane M.Yoshimoto,et al: "Fabrication of C_<60> based thin films by laser ablation and ion plating methods" Elsevier Science B.V.14B. 1153-1156 (1993)
• [Publications] Mamoru Yoshimoto.Takashi Arakane et.al: "Pulsed Laser Deposition of C_<60> thin films with atomically smooth surface" Jpn.J.Appl.Phys. 32. 1081-1084 (1993)
• [Publications] Kivoto Inomata,Nobuyuki Aoki,et.al.: "Production of Fullerenes by low temperature plasma chemical vaper deposition under atmospheric pressure" Jpn.J.Appl.Phys. 33. 197-199 (1994)
• [Publications] T.Asakawa,M.Yoshimoto M.Sasaki,et.al: "Influences of Ion Implantation on the Structure and Properties of C_<60> Thin Films" 日本原子力研究所 TIARA研究年報. 3. 118-120 (1994)
• [Publications] T.Mitsuki: "Phase Trasition study of C_<70> crystal at around 340K by single Crystal X-ray Diffraction" Japanese Journal of Applied Physics.Part 1. 33. 6281-6285 (1994)
• [Publications] J.Li: "Growth and Morphology of C_<60> and C_<70> Single Crystals" Journal of Crystal Growth. 143. 58-65 (1994)
• [Publications] J.Li: "Photopolymerized Skins of C_<60> Crystals" Chemical Physics Letters. 227. 572-578 (1994)
• [Publications] T.Takahashi,A.Ito T.Morikawa et.al.: "Photoemission study of phase transition of C_<60>" Solid state communications. 92. 331-335 (1994)
• [Publications] T.Takahashi,T.Yokota and T.Morimoto: "High energy resolution photoemission study of Csx C_<60>:comparative study with KxC_<60>" Physica C. 232. 227-232 (1994)
• [Publications] Y.Maruyama et.al.: "Redox Properties of Organofullerenes" J.Am.Chem.Soc. 116. 1359-1363 (1994)
• [Publications] Y.Maruyama et.al.: "Evidence of Spontaneous Magnetic Order in the C_<60> complex with Tetrakis(dimethylamino)ethylene(TDAE)" Chem.Phys.Lett.223. 517-520 (1994)
• [Publications] Y.Maruyama et.al.: "Characterization of the isolated Y@C_<82>" J.Am.Chem.Soc.116. 9367-9368 (1994)
• [Publications] V.Ivanov and Y.Maruyama: "Disorder and Phonon Windows for Superconductivity in Doped Fullerides" Physica C.IN PRESS.
• [Publications] Toshiaki Tanaka: "Low temperature phase transition in C_<70> and Solvation Effects" Fullerene Science and Technology. 2(2). 121-127 (1994)
• [Publications] Kazuyoshi Tanaka: "Magnetic Heat Capacity of TDAE-C_<60>" Chem.Phys.Lett.230. 271-275 (1994)
• [Publications] R.Ross: "Luminescence excitation spectra of C_<60> films" Trans.Mat.Res.Soc.Jpn.
• [Publications] S.Kazaoui: "Oxygen effect on the photconductivity behavior of C_<60> thin films" Trans.Mat.Res.Soc.Jpn.
• [Publications] S.Kazaoui: "In situ photoconductivity behavior of C60 thin films;wavelength,temperature.oxygen effect." Solid state communications.
• [Publications] N.Minami: "Properties of electronic excited state of C60 thin films as seen from photoconductivity and luminescence behavior;dependencce on excitation wavelentgh and temperature" Mol.Cryst.Liq.Cryst.256. 233-240 (1994)
• [Publications] 阿竹徹: "熱分析の基礎と応用(3.58フラーレンの熱容量)日本熱測定学会編" リアライズ社, 239 (1994)