電子構造計算による各種フラーレンの物性理解と物質設計

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11165213
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 斎藤 晋 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00262254)
• Keywords: K_3Ba_3C_<60> / Rb_3Ba_3C_<60> / Ba_4C_<60> / フラーレン / ナノチューブ

Research Abstract

研究期間初年度に当る本年度は、フラーレン・ナノチューブ系の物質構築単位としての側面に着目し、主にその固体相の物性解明と新物質探索とを行なった。第一の成果としては、BaドープC_<60>超伝導体であるK_3Ba_3C_<60>、Rb_3Ba_3C_<60>、さらには、Ba_4C_<60>の電子構造を解明した事があげられる。K_3Ba_3C_<60>とRb_3Ba_3C_<60>では、格子定数の違いにもかかわらず、両者の伝導バンドが定量的に非常に良く似ている事を発見した。これは、アルカリドープC_<60>超伝導体とはまったく異なる新しい知見であり、BaとC_<60>の電子状態の混成、及びbcc格子の特性によるものと理解される。さらに本年度の成果として、3次元C_<60>ポリマーの安定構造とその物性の予言がある。これは、2次元C_<60>ポリマーに20Gpa程度の一軸性応力を加える事により得られると予測される相で、伝導特性に興味が持たれる物質である。またC_<74>ポリマーの安定性の予見、KドープカーボンナノチューブK_2C_<80>における、Kからチューブへの電子移動の存在の解明も成しとげる事ができた。

Research Products

• [Publications] K. Umemoto: "Electronic Structure of K_3Ba_3C_<60> and Rb_3Ba_3C_<60> Superconductors"Physical Review B. 60・23. 16186-16191 (1999)
• [Publications] K. Umemoto: "Hybridization between K and C_<60> Electronic States in Superconducting K_3Ba_3C_<60>"Proceedings of 10th International Conference on Intercalation Compounds. (印刷中).
• [Publications] S. Okada: "New Metallic Crystalline Carbon : Three Dimensionally polymerized C_<60> Fullerite"Physical Review Letters. 83・10. 1986-1989 (1999)
• [Publications] S. Saito: "Electronic Properties of Potassium-Doped Carbon Nanotube Lattice"Proceedings of the 1999 MRS Fall Meeting. (印刷中).
• [Publications] K. Umemoto: "Electronic Structure of Ba_4C_<60> Superconductor"Physical Review B. (印刷中).
• [Publications] S. Okada: "Stable Polymers of C_<74> and C_<78> Fullerenes"Chemical Physics Letters. (印刷中).