超高分解能光電子分光法を用いたd及びf電子系と巨大π電子系との相関性追求

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15073203
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 愛媛大学 (2006-2007); 千葉大学 (2003-2005)
• 研究代表者: 日野 照純 愛媛大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10105827)
• 研究分担者: 宮崎 隆文 愛媛大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70260156)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2007
• キーワード: 電子状態 / 光電子分光 / フラーレン / 金属内包フラーレン / π-d相互作用 / ポルフィリン

研究概要

シンクロトロン放射光を利用して一連の金属内包フラーレンの紫外光電子分光スペクトルを測定した。これら測定結果の解析から、単原子内包フラーレンで確立している経験則「同じ炭素原子数からなるフラーレンであってもケージの対称性が異なれば、異なった電子状態をあたえる」がC82ケージ内包フラーレンでは成立していることが判明した。また、Tm@C82ではTmからケージへの電荷移動量が2であるのに対して、Tm2@C82やTm2C2@C82におけるTmの価数は+3と考えられることも判明した。これは、複数個の原子が内包されることによって、より多くの電子が移動するということであり、原子数が多ければ電子を受け取るフラーレンケージの電子受容量の関係で移動する電子数は減ると考えるのが妥当であるところから、一見矛盾したように見える奇妙な現象である。一方、C78ケージ内包フラーレン、La2@C78、Ti2C2@C78、Sc3N@C78ではケージ構造が同じでありかつLa2@C78とTi2C2@C78では内包原子団からケージへの電荷移動量も同じであるにもかかわらず、全く異なる電子状態を持つことが明らかとなった。この現象を解明するために、La2@C78とTi2C2@C78の量子化学計算を行い、波動関数の分布の様子が異なっており、内包原子団とケージ構成炭素原子との混成結合形成の有無が電子状態に大きな影響を与えていることを明らかにした。さらに、Y2C2@C82の量子化学計算結果と実測の光電子スペクトルの比較から、内包原子団は歪んだ4面体構造をとっていると考えられることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of encapsulated atoms on the electronic structure of the fullerene cage : A case study on La2@C78 and Ti2C2@C78 via ultraviolet photoelectron spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 雑誌名: Physical Review B 75 ページ: 125418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusual regioselective mercuration of metalloporphyrins and its potential applications (2007)
  • 著者名/発表者名: K. -I. Sugiura, A. Kato, K. Iwasaki, H. Miyasaka, M. Yamashita, S. Hino, D. P. Arnold
  • 雑誌名: Chemical Communications ページ: 2046-2047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoemission Study of Lithium Nickel Oxide : A Contact of Valence Band Structure and Selective Oxidation (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Miyazaki, D. Yoshimura, K. Okudaira
  • 雑誌名: Applied Catalysis A, General 338 ページ: 79-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Interaction between Encapsulated Atoms and p-Electrons in a Fullerene cage (2006)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 雑誌名: Journal of Low temperature Physics 142 ページ: 127-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron spectroscopy of a New Type Electron Acceptor, 5, 6, 11, 12-Tetraazanaphtacene (2006)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 455 ページ: 205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of field-effect transistor devices with fullerodendron by solution process (2006)
  • 著者名/発表者名: Haruka Kusai, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 88 ページ: 173509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoelectron Spectra of Three Tm@C_<82> isomers (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 402 ページ: 217-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy of multiple atoms encapsulated fullerenes (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 144-147 ページ: 239-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure of Metallofullerene, Tm@C_<82> (II) (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 雑誌名: Synthetic Metals 152 ページ: 357-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoelectron Spectra of (YC)_2@C_<82> and Y_2@C_<82> (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 72 ページ: 195424-1-196524-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet photoelectron spectroscopy of two titanium metal atoms encapsulated metallofullerenes, Ti_2@C_<80> and Ti_2@C_<84> (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 雑誌名: Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 12 ページ: 33-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoelectron Spectra of Ti_2@C_<80> (2004)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasaki, et al.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 397 ページ: 169-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet Photoelectron Spectra of Tb@C_<82> (2004)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasaki, et al.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 398 ページ: 389-392
  • 査読あり
• [学会発表] Lu内包フラーレンにおける電荷移動量の推定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎隆文, 隅井良平, 梅本久, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久則, 日野照純
  • 学会等名: 第34回フラーレンナノチユーブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2008-03-04
• [学会発表] 内包原子団とフラーレンゲージの相互作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: 特定領域研究「新しい環境下における分子性導体の特異な機能の探索」第8回シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2008-01-07
• [学会発表] Lu_2@C_<82>(II)の光電子分光スペクトル (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎隆文, 加藤真之, 古川浩之介, 隅井良平, 梅本久, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久典, 日野照純
  • 学会等名: 第32回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 20070200
• [学会発表] How the encapsulated atoms affect the electronic structure of the fullerene cage? (2007)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 学会等名: Initiatives for Attractive Education in Graduate Schools -- International Symposium for Science, Technology and Education with Synchrotron Radiation Facility
  • 発表場所: Okayama University, Okayama
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] 内包金属はフラーレンケージにの電子状態にどのような影響を与えるか? (2007)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: UVSORユーザーズミーティング
  • 発表場所: 自然科学機構 岡崎コンフェレンスセンター
  • 年月日: 2007-11-15
• [学会発表] Interaction between encapsulated atoms and fullerene cages (2007)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 学会等名: The 9th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2007-10-28
• [学会発表] Luクラスター内包フラーレンの電子状態 (2007)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 宮崎隆文, 隅井良平, 伊藤靖浩, 梅本久, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] 多核原子内包フラーレン-紫外光電子スペクトルと構造電子状態(IV) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 宮崎隆文, 加藤真之, 隅井良平, 梅本久, 沖本治哉, 伊藤 靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] 層状LI-Ni系複合酸化物薄膜の紫外光電子スペクトル (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎隆文, 隅井良平, 日野照純
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] How the encapsulated atoms affect the electronic structure of the fullerene cage? (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, M. Kato, M. Otani, Y. Yoshimoto, S. Okada, T. Miyazaki, R. Sumii, D. Yoshimura, H. Horibe, H. Umemoto, Y. Ito, T. Sugai, H. Shinohara
  • 学会等名: 15th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] Luクラスター内包フラーレンの光電子分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎隆文, 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 隅井良平, 梅本久, 沖本給哉, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 第33回フラーレンナノチユーブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2007-07-11
• [学会発表] フラーレンの光電子分光、15年 (2007)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: UVSOR研究会「有機薄膜の放射光利用研究」
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2007-03-22
• [学会発表] Lu_2@C_<82>(II)の紫外光電子スペクトル (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎隆文, 加藤真之, 古川浩之介, 隅井良平, 梅本久, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久典, 日野照純
  • 学会等名: 日本物理学会第62回春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2007-03-21
• [学会発表] フラロデンドロンのLB膜を用いた電界効果トランジスタの製作 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川崎菜穂子, 長野高之, 久保園芳博, 高口豊, 藤原明比古, 日野照純, Chih-Chien Chu, 今栄東洋子
  • 学会等名: 第32回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2007-02-13
• [学会発表] 1-アルカンチオールで修飾されたAu電極を用いたC60FETデバイスのキャリアー注入障壁の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長野高之, 太田洋平, 川崎菜穂子, 野内亮, 久保園芳博, 藤原明比古, 日野照純
  • 学会等名: 第32回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2007-02-13
• [学会発表] Er2C2@C82(□)とEr2@C82(□)の紫外光電子スペクトル (2006)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 宮崎隆文, 隅井良平, 吉村大介, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会2006年秋季大会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス
  • 年月日: 2006-09-24
• [学会発表] 多核原子内包フラーレン-紫外光電子スペクトルと構造・電子状態(II) (2006)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 宮崎隆文, 隅井良平, 吉村大介, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 分子構造総合討論会
  • 発表場所: 静岡コンベンションセンター、静岡市
  • 年月日: 2006-09-22
• [学会発表] Er内包フラーレンの紫外光電子分光 (2006)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 宮崎隆文, 隅井良平, 吉村大介, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 第31回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 三重県総合文化センター
  • 年月日: 2006-07-13
• [学会発表] Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy of multiple metal atoms encapsulated metallofullerenes (2006)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 学会等名: International Conference on Synthetic Metals
  • 発表場所: Dublin University, Ireland
  • 年月日: 2006-07-06
• [学会発表] Ti2C2@C82の紫外光電子スペクトル (2006)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 森部裕江, 沖本治哉, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会第61回年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2006-03-27
• [学会発表] Ti2C2@C82の紫外光電子分光 (2006)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 森部裕江, 沖本治哉, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 第30回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2006-01-08
• [学会発表] 複核金属内包フラーレンの光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: 分子研研究会、「金属内包フラーレン研究の新展開-基礎と応用」
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター
  • 年月日: 2005-11-08
• [学会発表] 複核金属内包フラーレンの紫外光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: 第2 8回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2005-10-08
• [学会発表] Lu金属原子を内包したフラーレンの紫外光電子スペクトル (2005)
  • 著者名/発表者名: 古川浩之介, 加藤真之, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 梅本久, 井上崇, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 分子構造総合討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区)
  • 年月日: 2005-09-27
• [学会発表] 多核原子内包フラーレン‐紫外光電子スペクトルと構造・電子状態(II) (2005)
  • 著者名/発表者名: 岩崎賢太郎, 加藤真之, 日野照純, 吉村大介, 篠原久典
  • 学会等名: 分子構造総合討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区)
  • 年月日: 2005-09-27
• [学会発表] 複核金属原子内包フラーレンY2C2@C82(I)(II)(III)の紫外光電子スペクトル(3) (2005)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 古川浩之介, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 赤地孝夫, 井上崇, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 分子構造総合討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区)
  • 年月日: 2005-09-27
• [学会発表] 複核イットリウム原子内包フラーレンの紫外光電子スペクトル(3) (2005)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 古川浩之介, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 赤地孝夫, 井上崇, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会2005年秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2005-09-22
• [学会発表] Lu2C2@C82の紫外光電子スペクトル (2005)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 加藤真之, 古川浩之介, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 梅本久, 井上崇, 沖本治哉, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会2005年秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2005-09-22
• [学会発表] Electron interaction between encapsulated atoms and p-electrons of fullerene cage (2005)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors, and Ferromagnets
  • 発表場所: Wyndham Casa Marina Resort, Key West, Florida, U. S. A
  • 年月日: 2005-09-11
• [学会発表] Photoelectron spectroscopy of a new type electron acceptor, 5, 6, 11, 12-tetraazanaphthacene (2005)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino, Masayuki Kato, Masaharu Nakamura, MakotoTadokoro
  • 学会等名: Organic Semiconductors and Conductors, The54th Fujihara Seminar
  • 発表場所: Grand Hotel New Oji, Tomakomai
  • 年月日: 2005-09-02
• [学会発表] Y_2C_2@C_<82>(I)(II)の紫外光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 古川浩之介, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 赤地孝夫, 井上崇, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久則
  • 学会等名: 第29回フラーレン・ナノチユーブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2005-07-26
• [学会発表] 金属カーバイド内包フラーレンの紫外光電子分光-(LuC)2@C82と(YC)2@C82の比較 (2005)
  • 著者名/発表者名: 古川浩之介, 加藤真之, 鰐田憲彦, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 梅本久, 井上崇, 沖本治哉, 赤地孝夫, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典, 日野照純
  • 学会等名: 第29回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2005-07-25
• [学会発表] La_2@C_<78>の紫外光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 鰐田憲彦, 日野照純, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 森部裕江, 梅本久, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会第60回年次大会
  • 発表場所: 東京理科大学、野田市
  • 年月日: 2005-03-26
• [学会発表] Electronic Structures of Carbyne Model Compounds : A Typical Example of One-Dimensional Quantum Well (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Hino
  • 学会等名: International Workshop on Polyynes and Carbyne
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2005-01-25
• [学会発表] La_2@C_<78>の紫外光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 鰐田憲彦, 日野照純, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 森部裕江, 梅本久, 伊藤靖浩, 菅井俊樹, 篠原久典
  • 学会等名: 第28回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2005-01-08
• [学会発表] Y_2@C_<82>の紫外光電子分光 (2005)
  • 著者名/発表者名: 鰐田憲彦, 加藤真之, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 井上崇, 梅本久, 岡崎俊也, 篠原久則
  • 学会等名: 第28回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2005-01-08
• [学会発表] Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy of Multiple Metal atoms encapsulated Metallofullerenes (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Hino
  • 学会等名: The 8th Japan - China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター
  • 年月日: 20041100
• [学会発表] 多核原子内包フラーレン-紫外光電子スペクトルと構造・電子状態 (2004)
  • 著者名/発表者名: 日野照純
  • 学会等名: 分子構造総合討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2004-09-27
• [学会発表] 複核イットリウム原子内包金属フラーレンの紫外光電子スペクトル(2) (2004)
  • 著者名/発表者名: 鰐田憲彦, 加藤真之, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 井上崇, 岡崎俊也, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会2004年秋季大会
  • 発表場所: 青森大学
  • 年月日: 2004-09-12
• [学会発表] Pr@C82の紫外光電子スペクトル (2004)
  • 著者名/発表者名: 加藤真之, 鰐田憲彦, 岩崎賢太郎, 日野照純, 吉村大介, 細川知子, 高林康裕, 久保園芳博
  • 学会等名: 日本物理学会2004年秋季大会
  • 発表場所: 青森大学
  • 年月日: 2004-09-12
• [学会発表] Ultraviolet photoelectron spectra of multi-atoms encapsulated metallofullerenes (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al
  • 学会等名: The 14th International Conference on Vacuum Ultra violet Radiation Physics
  • 発表場所: Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
  • 年月日: 2004-07-21
• [学会発表] Electronic Structures of Metallofullerene, Tm@C82 (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 学会等名: International Conference on the Science and Technology of Synthetic Metals
  • 発表場所: University of Wollongong, Wollongong, Australia
  • 年月日: 2004-06-30
• [学会発表] Ultraviolet Photoelectron Spectra of Three Tm@C82 Isomers (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 学会等名: The Electrochemical Society's 205th Meeting
  • 発表場所: Marriot Hotel, San Antonio, U. S. A
  • 年月日: 2004-05-11
• [学会発表] 複核イットリウム原子内包金属フラーレンの紫外光電子スペクトル (2004)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 鰐田憲彦, 加藤真之, 岩崎賢太郎, 吉村大介, 井上崇, 岡崎俊也, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会第59回年次大会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2004-03-28
• [学会発表] Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy of Tm@C82 (2004)
  • 著者名/発表者名: N. Wanita, et al.
  • 学会等名: 第26回フラーレンナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター
  • 年月日: 2004-01-07
• [図書] 有機エレクトロニクスの展開(II-1 有機物質の導電性と電子状態) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日野照純, 他
  • 総ページ数: 236
  • 出版者: 情報機構
• [図書] "Multifunctional Conducting Molecular Materials"(Ultraviolet photoelectron spectroscopy of endohedral fullerenes) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, et al.
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: RSC Publishing