2018 Fiscal Year Annual Research Report
Electronic structure analysis and high-pressure conductivity measurement of cluster encapsulated fullerenes
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15K05477
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
宮崎 隆文 岡山大学, 安全衛生推進機構, 教授 (70260156)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 内包フラ－レン / 電子状態 / 光電子スぺクトル / 高圧電気伝導度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属元素（Ce, La, Lu, Er, Y, Tm）やクラスター分子（Lu2C2, Sc3N, Sc3C2）を内包したフラーレンのUPS測定を行い、密度汎関数に基づく理論計算からシュミレーションスペクトル（SS）を合成して、実測UPSと比較することにより、内包された金属種などの酸化数及びクラスター分子の幾何構造について検証した。Ce@C80とLa2@C80では半導体的な性質であることやD3d対称であることなど、Sc3C2@C80ではSc3C2クラスターに２つの構造が存在することなどを報告した。単金属を内包した金属内包フラーレン（Ｍ@Ｃn）の場合、Lu, Er, Y, Tmは＋３価で、フラーレンケージに３電子移動してＣn3-となるが、金属２個を内包したＭ2@Ｃnでは内包された金属間に２電子が共有された結果、フラーレンケージには４電子移動してＣn4-となることが分かった。Lu2C2@Ｃn（n= 76～90）では、内包されたLu2C2クラスターのC＝C結合軸に対して垂直配位した四面体構造をしており、ｎ数の増大に伴い、二面角が大きくなり、ｎ＞84では平面構造になることが示唆された。金属やクラスターを内包した全ての内包フラーレンで、空のフラーレンと比べてバンドギャップは小さくなるが、いずれも半導体的（バンドギャップ≠０）であることが分かった。2.0eVのバンドギャップを有するSc3N@C80に高圧を印加して電気抵抗の温度依存性を測定した結果、約９GPaでは金属的な電気伝導性を示した。降圧により常圧時の電気抵抗値を再現したことからフラ－レン重合などの化学変化でないことを確認した。現在、投稿準備中である。その他、同じ実験手法にて、高圧電導性評価実験としてCa0.5Sr0.5C6）やAgxBi2－xSe3と(NH3)yNaxFeSe）の電気抵抗の圧力依存や超電導性の評価実験も行った。
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[Journal Article] Preparation and characterization of a new metal-intercalated graphite superconductor2019
Author(s)
Yang, X., Taguchi, T., Wang, Y., He, T., Uchiyama, T., Takai, A., Zhi, L., Miyazaki, T., Goto, H., Eguchi, R., Ishii, H., Liao, Y. F., Yamaoka, H. and Kubozono
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Journal Title
Materials Research Express
Volume: 6
Pages: 016003
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Book] Physics and Chemistry of Carbon-Based Materials, Basics and Applications2019
Author(s)
Y. Kubozono, R. Eguchi, F. Matsui, H. Goto, T. Wakita, K. Terashima, T. Yokoya, S. Okada, M. Maruyama, T. Miyazaki, S. Hino, K. Kobayashi, K. Horigane, R. Horie, J. Akimitsu, H. Okamoto,S. Hamao, T. Mikami, Y. Shimo, Y. Hayashi, H. Yamada, K. Akaike and K. Kanai
Total Pages
332
Publisher
Springer Nature Singapore Ltd
ISBN
9789811334160
