1999 Fiscal Year Annual Research Report

In situ ナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発質量分析装置の開発

Research Project

Project/Area Number	10554030
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	篠原久典名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50132725)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小田正明真空冶金株式会社, UFP部, 主任研究員菅井俊樹名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助手 (50262845)
Keywords	カーボンナノチューブ / 電気炉レーザー蒸発 / 飛行時間型質量分析計 / 高質量 / MALDI / 生成機構 / in situ / 金属内包フラーレン
Research Abstract	本研究では、SWNTsの生成のための"高温電気炉レーザー蒸発装置"と、生成したSWNTsのサイズ分布をin situで検出・観測するための"高質量TOF質量分析計"を組み合わせた新しいタイプの「In situナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発・質量分析装置」の設計・開発を行った。また、カーボンナノチューブ研究の急激な進展に対処するために、専門のメーカー(真空冶金株式会社)と協力して、本装置の実用化に向けての開発を推進した。本高温電気炉レーザー蒸発装置部は、(i)1,200℃まで昇温可能な特殊な電気炉を用いた、(ii)高精度のマスフロー制御装置でバッファーガス(通常、アルゴン)の流速を精密に制御する、(iii)新たに金属を内包したSWNTs(ナノワイヤ)の生成を行うために、Fe(Co,Ni)含有の炭素ロッドと純金属ターゲットロッドの二つを同時にレーザー蒸発させる、(iv)生成したSWNTsを質量分析装置部でin situに観測するためのトランスポーターを内蔵する、などの大きな特徴を有する。また、高質量域質量分析装置部はMALDI(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization)リフレクトロン飛行時間型質量分析計である。本実験で観測対象にする"短い"SWNTsは炭素原子数が千〜1万前後(質量数10万程度まで)のチューブである。これらのサイズ領域(高質量域)のSWNTsを質量分析装置で観測するために、本装置では以下の工夫がなされている:(i)30万程度の質量数の物質を効率良く、脱離・イオン化することが知られているMALDIを用いる、(ii)高質量のイオンを高分解能で分離・検出できる、直線型イオン反射鏡を内蔵した飛行時間型(TOF)質量分析計を用いる、(iii)質量数10万程度までのイオンを効率良く検出できる後段加速を内蔵したタンデム・チャンネルプレートを検出器に用いる。本研究により、ナノチューブの生成には、触媒金属・炭素の前駆体が存在し、これらはアルゴン雰囲気かでは、秒オーダーの寿命をもつことが世界に先駆けて、初めて実験的に確認された。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] S. Hino: "Photoelectron Spectra of Mono-Metal Atom Containing…"Chem. Phys. Lett.. 300. 145-151 (1999)
[Publications] T. Sugai: "Production of Fullerenes by High-Temperature Pulsed…"Eur. Phys. J. D. 9. 369-372 (1999)
[Publications] C-R. Wang: "Metallofullerenes Sc2@C82 (I,II) and Sc2@C86…"Chem. Phys. Lett.. 300. 379-384 (1999)
[Publications] T. Kimura: "Surface-Induced Fragmentation of Higher Fullerenes…"J. Chem. Phys.. 110. 9681-9687 (1999)
[Publications] N. Tagmatarchis: "Separation, Isolation and Characterization of Two…"Chem. Commun.. 1023-1024 (1999)
[Publications] M. Takata: "Trigangle Scandium Cluster Imprisoned in a Fullerene Cage"Phys. Rev. Lett.. 83. 2214-2216 (1999)
[Publications] H. Shinohara: "Mesoscopic Materials and Clusters"Springer社. 458 (1999)
[Publications] 篠原久典: "フラーレンの化学"日本化学会編学会出版センター. 258 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

In situ ナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー 蒸発質量分析装置の開発

Principal Investigator

篠原 久典 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50132725)

Research Products

[Publications] S. Hino: "Photoelectron Spectra of Mono-Metal Atom Containing…"Chem. Phys. Lett.. 300. 145-151 (1999)

[Publications] T. Sugai: "Production of Fullerenes by High-Temperature Pulsed…"Eur. Phys. J. D. 9. 369-372 (1999)

[Publications] C-R. Wang: "Metallofullerenes Sc2@C82 (I,II) and Sc2@C86…"Chem. Phys. Lett.. 300. 379-384 (1999)

[Publications] T. Kimura: "Surface-Induced Fragmentation of Higher Fullerenes…"J. Chem. Phys.. 110. 9681-9687 (1999)

[Publications] N. Tagmatarchis: "Separation, Isolation and Characterization of Two…"Chem. Commun.. 1023-1024 (1999)

[Publications] M. Takata: "Trigangle Scandium Cluster Imprisoned in a Fullerene Cage"Phys. Rev. Lett.. 83. 2214-2216 (1999)

[Publications] H. Shinohara: "Mesoscopic Materials and Clusters"Springer社. 458 (1999)

[Publications] 篠原 久典: "フラーレンの化学"日本化学会編 学会出版センター. 258 (1999)

In situ ナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発質量分析装置の開発

篠原久典名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50132725)

[Publications] 篠原久典: "フラーレンの化学"日本化学会編学会出版センター. 258 (1999)