| 研究概要 |
1.ケイ素クラスターとケイ素・炭素混合クラスター
Si_n(n=10-20)およびSiC_n(n=2-15)において、サイズnが増大していくとどのような構造をもつクラスターに成長し、電子状態がどのように変化していくか明らかにした。
2.遷移金属を内包する球状炭素クラスター
(1)金属原子を1個内包するM@C_<82>および2個内包するSc_2@C_<84>とM_2@C_<80>(M=Sc,Y,La,Ce,Pr,Eu,Gd,Yb,Lu)の構造と電子状態、反応性を明らかにした。球状炭素クラスター内部を金属ドープすると、高い電子受容性と電子供与性が現れ、新規な誘導体の合成を実験と共同ではじめて成功した。また、Sc_2@C_<84>とLa_2@C_<80>の研究は、金属内包フラーレンにおける最初の構造決定例である。従来、金属内包フラーレンの構造は主に生成過程と速度論に依存すると考えられていたが、エネルギー的に安定な構造が生成されているということを初めて見いだした。これは、構造決定は最終段階のアニーリング過程でおこなわれることを示唆し、生成機構解明の極めて重要な鍵として注目される。また、構造予測に有用な一般則を提唱した。
(2)金属原子の動的挙動の詳細な研究より、La_2@C_<80>の2個のLa原子は、室温においてもフラーレン内部で高速に回転していることを明らかにした。この金属の回転は、共同研究により^<13>C NMRと^<139>La NMRの測定結果から実験的にも確認し、新しい電気的・磁気的機能をもった分子デバイスとして利用できる可能性を示した。
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