| 研究課題/領域番号 |
15K05477
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
宮崎 隆文 岡山大学, 安全衛生推進機構, 教授 (70260156)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 内包フラ－レン / 光電子分光 / 電子構造 / 高圧 / 電気伝導度 |
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| 研究実績の概要 |
研究計画の２年目では、初年度の実験計画を継続しながら最終年度に計画している研究実験の予備的な実験を実施した。Ｈ28年度の研究実績として、フラーレンケージ内にルテチウムの原子が挿入されたLu2@C82-C2vとLu2@C90(II)の光電子スペクトル測定を行った。他の金属を挿入した内包フラ－レンと同様に、Lu内包フラ－レンでも、価電子帯上部にフラ－レンの電子状態に特徴的な炭素－炭素間のσ結合やπ結合に由来する電子構造を確認することができた。また、これまでに、Luを挿入したLu内包フラ－レンで観測された9～11 eV付近の結合エネルギ－に相当する2本の構造がLu2@C82-C2vとLu2@C90(II)においても確認できた。この2本のピ－クについてはLuの内殻準位に相当すると推測されていた。今回、Lu2@C82-C2vの試料を使って20～200 eVの入射光エネルギーにて光電子スペクトル測定を行った結果、光電子強度の励起光依存性からLu4f7/2とLu4f5/2であること、価電子帯の最上部付近の構造にはLu軌道が寄与しないこと、内包されたLuは+3価であることなどが明らかとなった。一方、本年度、新たに調達したスクリュウ型ダイヤモンドアンビルセル（DAC）を利用して内包フラ－レンの室温～極低温における高圧電導性の評価実験の測定準備を進めた。電気伝導性評価の予備試験として、フラーレンと同素体である炭素系超伝導体やFeSe系の室温～1.5Ｋおよび常圧～30GPaまでの直流4端子電気抵抗測定を実施した。これらの研究成果の一部について、日本物理学会、日中半導体国際会議、PRIUSシンポジウムにて研究発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画の2年目は、計画初年度に引き続き、複数個の原子を内包したクラスター内包フラーレンの光電子分光測定を行い、内包された原子種およびクラスター内包によるフラーレンケージの電子状態を調べることを目的とした研究実験を進めた。それらの研究成果は、関連する学会やシンポジウムにて３件の研究発表を行い、並行して学術雑誌への投稿も準備中である。また、クラスター内包フラーレンの超高圧＋極低温条件下での電気伝導度測定に必要な超高圧発生装置としてスクリュ加圧式ダイヤモンドアンビルセル（DAC）を購入して予備的な実験を行い、FeSe系化合物やグラファイト層間化合物の超電導性の評価研究において２件の研究発表を行った。また、内包フラ－レンの電気伝導性を評価する際、当初計画では蒸着薄膜を測定試料としていたが、十分な試料量を試験できないため比較的に大量合成されているSc3N@C80を高圧電気伝導性の評価試料として調達した。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画の最終年では、引き続きクラスター内包フラーレンのX 線および紫外光電子スペクトルの測定実験を行い、内包された原子（団）およびフラーレンケージの電子状態について調査する。また、クラスター内包フラーレンに超高圧力を加えて、フラーレンケージの幾何構造や結晶構造の変化を誘起して、それらに伴う電気伝導性や磁性などの物性変化について高圧条件下の電気伝導度や磁化率などの直接測定を試みる。それらの結果を元に、フラ－レンおよび内包フラ－レンの電子状態や電荷移動、電導性を総合的に評価して、新たな物性発現の起源やその発展性について総括する。
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