炭素ナノ構造体形成における金属原子内包化モデルの検証

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 18550022
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 阿知波 洋次 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (20002173)
• 研究分担者: 城丸 春夫 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70196632) ; 兒玉 健 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (20285092) ; 鈴木 信三 京都産業大学, 理学部, 准教授 (10226516)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• キーワード: 金属内包フラーレン / 炭素ナノ構造体 / フラーレン / カーボンナノチューブ / キャップ構造 / 金属内包化 / 5・6員環ネットワーク / ナノ構造前駆体

研究概要

金属内包フラーレンは、その特異的幾何学構造と電子特性により、新規性の高い材料物質としてナノサイズ領域における産業発展が多く期待されている物質群である。しかしながら、通常の作成法によって生成する金属内包フラーレンの収量はきわめて少なく、また、その単離・精製も多くの困難を伴っている。本研究では、こうした現状を打開するため、いまだ全く明らかにされていない金属内包化成過程のモデルを構築し、フラーレンやカーボンナノチューブのキャップ構造形成との関連に注目しながら、こうした一連の炭素ナノ構造体形成にみられる共通の前駆体として生成することが示唆された。また共通に見られる前駆体構造は、特に内包されやすい金属原子との電荷移動相互作用が強く、この相互作用がケージ構造に大きく寄与していることが、強く示唆された。特定構造の前駆体がフラーレンやカーボンナノチューブなど炭素ナノ構造体に共通に見られることが、種々の実験的研究から明らかにされた。

研究成果

• [雑誌論文] Production and characterization of heteroatom-encapsulated metallofullerene,CaHo@C82 (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Sakaguchi, et. al.
  • 雑誌名: Chem.Lett 36 ページ: 832-833
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of single-wall carbon nanotubes in Ar and nitrogen gas atmosphere by using laser furnace technique (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, et. al.
  • 雑誌名: Eur.Phys.J.D 43 ページ: 143-146
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water-filled single-wall cabon nanotubes as molecular nanovalves (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Maniwa, et. al.
  • 雑誌名: Nature Materials 6 ページ: 135-141
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman spectroscopy of size-selected linear plyyne Molecules C2nH2(n=4-6)encapsulated in single-wall carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: D.Nishide, et. al.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem 111 ページ: 5178-5183
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron detachment of super-excited porphyrin anions in TMU E-ring (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Goto, et. al.
  • 雑誌名: Eur.Phys.J D43 ページ: 65-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonance Raman study of polyynes encapsulated in single-wall cazbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: L.M.Malazd, et. al.
  • 雑誌名: Phys.Rev B76 ページ: 233412-233416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron detachment of super-excited porphyrin anions in TMU E-ring (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Goto, Y. Yasuda, S. Jinno, T. Takao, K. Hanada, H. Tanuma, T. Azuma, K.I. Sugiura, H. Shiromaru, Y. Achiba
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. D43 ページ: 65-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Resonance Raman study of polyynes encapsulated in single-wall carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: L. M. Malard, D. Nishide, L. G. Dias, R.B. Capaz, A. P. Gomes, A. Jorio, C. A. Achete, R. Saito, Y. Achiba, H. Shinohara, M. A. Pimenta
  • 雑誌名: Phys. Rev, B76 ページ: 233412-233416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Production and characterization of heteroatom-encapsulated metallofullerene, CaHo@C82 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sakaguchi, R. Fujii, T. Kodama, H. Nishikawa, I. Ikemoto, Y. Achiba, K. Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Lett. 36 ページ: 832-833
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Formation of single-wall carbon nanotubes in Ar and nitrogen gas atmosphere by using laser furnace technique (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, N. Asai, H. Kataura, Y. Achiba
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. D 43 ページ: 143-146
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Water-filled single-wall carbon nanotubes as molecular nanovalves (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Maniwa, K. Matsuda, H. Kyakuno, S. Ogasawara, T. Hibi, H. Kadowaki, S. Suzuki, Y. Achiba, H. Kataura
  • 雑誌名: Nature Materials 6 ページ: 135-141
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Raman spectroscopy of size-selected linear plyyne Molecules C2nH2 (n=4-6) encapsulated in single-wall carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Nishide, T. Wakabayashi, T. Sugai, R. Kitaura, H. Kataura, Y. Achiba, H. Shinohara
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 111 ページ: 5178-5183
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoemission and inverse photoemission study of the electronic sturcture of C60 fullerenes encapsulated in single-wall carbon nanotubes (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Shiozawa, et. al.
  • 雑誌名: Phys.Rev., B 73 ページ: 75406-75406
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delayed ionization of C76 (2006)
  • 著者名/発表者名: B.Concina, et. al.
  • 雑誌名: Int.J.Mass Spectrometry 252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission and inverse photoemission study of the electronic structure of C60 fullerenes encapsulated in single-wall carbon nanotubes (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Shiozawa, H. Ishi, H. Kihara, N. Nakamura, T. Yoshida, Y. Takayama, T. Miyahara, S. Suzuki, Y. Achiba, T. Kodama, M. Higashiguchi, X. Y. Chi, M. Nakatake, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, H. Kataura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B73 ページ: 075406-1-075406-5
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Delayed ionization of C76 (2006)
  • 著者名/発表者名: B. Concina, S. Tomita, N. Takahashi, T. Kodama, S. Suzuki, K. Kikuchi, Y. Achiba, A. Gromov, J. U. Andersen, P. Hvelplund
  • 雑誌名: Int. J. Mass Spectrometry 252 ページ: 96-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] A growth model and the production of single walled carbon nanotubes with a single chirality (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Achiba(invited)
  • 学会等名: The 4th Korean-Japanese Symposium on Carbon Nanotubes
  • 発表場所: Kyoto,Japan
  • 年月日: 20071000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] カーボンナノ構造の成長ダイナミックスと選択的作成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿知波 洋次(依頼講演)
  • 学会等名: 日本化学会、第一回関東支部大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Towazds a production of SWNTs with a single chiral distribution (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Acbiba(Invited)
  • 学会等名: 8th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Ouro Preto,Brazil
  • 年月日: 20070600
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Growth processes of carbon nanostructure (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Achiba(Plenary)
  • 学会等名: Annual Meeting of Deutsche Bunsengesellschaft fur Physilallishche Chemie
  • 発表場所: Graz,Austria
  • 年月日: 20070500
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] (Invited)"Towards a production of SWNTs with a single chiral distribution" (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Achiba
  • 学会等名: 8th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Ouro Preto, Brazil
  • 年月日: 20070000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] (Plenary) "Growth processes of carbon nanostructure" (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Achiba
  • 学会等名: Annual Meeting of Deutsche Bunsengesellschaft fur Physilallishche Chemie
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 20070000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] A growth model and the production of single walled carbon nanotubes with a single chirality (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Achiba (invited)
  • 学会等名: The 4th Korean-Japanese Symposium on Carbon Nanotubes"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20070000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より