イオン結晶・半導体マイクロクラスターの分裂・蒸発の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640564
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 篠原 久典 名古屋大学, 理学部, 教授 (50132725)
• キーワード: マイクロクラスター / 炭素クラスター / フラーレン / レーザー蒸発 / TOF質量分析計 / アーク放電 / 金属円包フラーレン

研究概要

半導体マイクロクラスターの中でも炭素クラスターの発展は、ここ2〜3年の間で急激に増大した。我々は、DC-ARC放電で生成した種々のカーボンクラスターあるいはフラーレンの構造と物性に関していくつかの重要な知見を得ることができた。(1)高次フラーレンの有効的生成法の確立:通常のグラファイトのみのDC-ARC放電では、C_<60>以上の高次フラーレンの生成量は極めて少ない。今回、我々はボロンをドープしたグラファイト電極のDC-ARC放電でC_<70>以上、特にC_<76>以上の高次フラーレンを特異的に生成することに成功した。C_<76>以上の高次フラーレンがC_<130>程度まで通常の放電より、5〜10倍程度、得られることが判明した。この際、C_<60>の生成は極端に減少した。これは、C_<60>へ至る生成経路と高次フラーレンに至る経路がcompetitiveであることを示している。(2)金属円包フラーレンの生成と単離:グラファイトに30〜140分の1程度の金属酸化物(Sc_2O_3、Y_2O_3、Gd_2O_3、Pr_2O_3)を混合した電極のARC放電で種々の金属内包フラーレンを生成することに成功した。また、Sc@C_<82>、Sc_2@C_<84>、Sc_3@C_<84>、Y@C_<82>、Gd@C_<82>、Pr@C_<82>の金属円包フラーレンを世界に先駆けて単離することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] 篠原久典: "Direct STM Imaging of Spherical Endohedral Sc_2@C_<84> Fullirenes" J.Phys.Chem.97. 13438-13440 (1993)
• [文献書誌] 篠原久典: "Isolation and Spectroscopic Properties of Sc_2@C_<74>,Sc_2@C_<82> and Sc_2@C_<84>" J.Phys.Chem.97. 4259-4261 (1993)
• [文献書誌] 橋詰冨博: "Intramolecular Structures of C_<60> Molecules" Phys.Rev.Lett.71. 2959-2962 (1993)
• [文献書誌] X.D.Wang: "STM Study of the Solid-Phase Pure Sc_2C_<84>" Phys.Rev.B48. 15492-15495 (1993)
• [文献書誌] 美斉津文典: "Formation of Protonated Ammonia Cluster Ions" J.Chem.Phys.98. 336-341 (1993)
• [文献書誌] 篠原久典: "A New Characterization of La and Sc-Metallo-fullerenes" Mater.Sci.Engin.B19. 25-30 (1993)
• [文献書誌] 篠原久典: "C_<60>の化学(サッカーボール分子のすべてがわかる本)" 化学同人, 192 (1993)