2000 Fiscal Year Annual Research Report
熱処理によるナノチューブの合成とボロンネットワーク固体の開発
| Project/Area Number |
11165209
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
木村 薫 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30169924)
|
|---|
| Keywords | ボロン三角格子ナノチュープ / α菱面体晶ボロン / 電子エネルギー損失分光 / 磁化率 / 超伝導 / β菱面体晶ボロン / アモルファス・ボロン / 動径分布関数 |
|---|
| Research Abstract |
1)我々が見つけたLi蒸気下での熱処理によるBNナノチューブの生成と同じ方法で、Nの供給源を用いず行ったが、理論計算から予測されているボロン三角格子ナノチューブは確認されていない。
2)III族元素の中で唯一の元素半導体であるボロンが形成するB_<12>クラスターは超伝導が確認されたC_<60>,Si_<20>クラスターと同じ正二十面体対称性を持つ。そのB_<12>クラスターを構成要素とするβ菱面体晶ボロンでは十分なLiドープが可能だが、金属転移すら起きないことが報告されている。一方、同じB_<12>クラスター固体であるα菱面体晶ボロン(α-rh.B)においては理論的に超伝導が予測されている。そこで、α-rh.BへのLiドープによる金属転移や超伝導転移の有無の確認を行った。
Liドープしたα-rh.BのRietveld解析の結果、Liの占有率は菱面体の八面体サイトに15(2)%、四面体サイトに19(4)%(R_<WP>=13.83%)、つまりLi_XB_<12>でx=0.53程度となる。格子定数の変化は0.1%以下であった。Liドープ前後のα-rh.BのEELS測定によるとLiドープによるフェルミ・エッジとケミカル・シフトの存在が示唆され、金属転移が確認された。また、ドープ前後の試料のSQUIDによる磁化率の温度依存性を測定した。Liドープにより無磁場冷却(ZFC)では磁化率が36K付近で急激に落ち込み、磁場中冷却(FC)との差が出ている。これは超伝導を示唆する。ただし、強磁性成分のゲタをはいている。この強磁性成分は温度に依存しないようにみえるので、各温度の磁化から100Kの磁化を引いて磁化曲線を解析したところ、常磁性と超伝導で説明できる曲線が得られた。超伝導相の体積分率は約0.02%である。
3)β菱面体晶ボロンに、VやZrより原子半径が大きく、Eサイトのみ占有する可能性のあるSrドープを試みた。Srは1at.%以下でもドープされず、βボロンとSrB_2の混相となった。
4)2元電子ビーム蒸着によるB-Zr系アモルファス薄膜の作製と、Mo管球にZrフィルターを用いた動径分布関数の測定を試みた。
|
-
[Publications] M.Terauchi,M.Tanaka,K.Suzuki,A.Ogino and K.Kimura: "Production of zigzag-type BN nanotubes and BN cones by thermal annealing"Chemical Physics Letters. 324. 359-364 (2000)
-
[Publications] T.Nakayama,J.Shimizu and K.Kimura: "Thermoelectric Properties of Metal-Doped β-Rhombohedral Boron"Journal of Solid State Chemistry. 154. 13-19 (2000)
-
[Publications] Y.Sakairi,M.Takeda,H.Matsuda k.Kimura and K.Edagawa: "Modulated Photocurrent Mesurements on Pure and V-Doped β-Rhombohedral Boron"Journal of Solid State Chemistry. 154. 307-311 (2000)
-
[Publications] A.Oguri,K.Kimura,A.Fujiwara,M.Terauchi and M.Tanaka: "A Sign of Superconductivity in Li-doped α-rhombohedral Boron"AIP Conference Proceedings, Nanonetwork Materials : Fullerenes, Nanotubes and Related Systems. (in press). (2001)
