| 研究課題/領域番号 |
04650047
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
齋藤 弥八 三重大学, 工学部, 助教授 (90144203)
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| 研究分担者 |
畑 浩一 三重大学, 工学部, 助手 (30228465)
篠原 久典 名古屋大学, 理学部, 教授 (50132725)
大下 昭憲 三重大学, 工学部, 教授 (80023240)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| キーワード | 炭素クラスター / フラーレン / 薄膜 / 結晶構造 / エピタキシャル / 電子構造 / 光学的性質 |
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| 研究概要 |
薄膜の作製には、クロマトグラフィーにより単離したC_<60>、C_<70>、C_<76>およびC_<84>を蒸発材料に用い、それぞれを抵抗加熱型の蒸発源からNaCl、雲母、石英などの基板に真空蒸着した。NaClおよび雲母基板は空気中で劈開したものであり、基板温度は、C_<60>とC_<70>においては室温から300℃まで、C_<76>においては160℃で、C_<84>においては160から250℃まで変化させた。
1.フラーレン薄膜の構造・組織の電子顕微鏡法による観察
蒸着時の基板温度が概ね150℃以上であれば、全てのフラーレン(C_<60>、C_<70>、C_<76>、およびC_<84>)はfcc格子を組み、さらに下地が雲母であれば単結晶のエピタキシャル膜が得られた。フラーレン分子の平均直径(分子を構成する炭素原子数の平方根に比例するとして得た直径)と格子定数の間に線的な関係を見いだした。
球形で近似されるC_<60>薄膜がfcc構造をとることは、この分子の形から、直観的にもうなずけることであるが、比較的細長い回転楕円体のC_<70>や扁平なC_<76>もが、基板温度を上げているにせよ、fcc構造を持つことはむしろ驚きである。対称性の低いフラーレンが固体を組んだ時の分子の動的振舞、静的秩序・無秩序など興味深い問題を含んでいる。
2.フラーレン薄膜の電子構造および光学的性質
電子エネルギー損失分光によると、固体C_<60>、C_<70>、C_<76>および_<84>のバンドギャップがそれぞれ1.7、1.8、1.3および1.2eVと測定され、フラーレンサイズの増加にともない狭くなる傾向が明らかになった。光吸収・発光から、大きな非線形光学効果をはじめ、炭素の他の構造(黒鉛、ダイヤモンド)にはないフラーレン構造に特有の性質が明らかになった。
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