超高分解能光電子分光法を用いた有機超伝導体相転移前後におけるスピン相関状態の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540529
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 日野 照純 千葉大学, 工学部, 助教授 (10105827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩崎 賢太郎 千葉大学, 工学部, 助手 (00251182)
• Keywords: 有機導体 / 有機超伝導体 / フラーレン / 金属内包フラーレン / 電子状態 / 光電子分光

Research Abstract

有機超伝導体の相転移前後での電子状態の変化を検討するために、超伝導転移温度まで、超高分解能光電子分光器の試料ホルダーの冷却を試みたが、熱伝導性が十分でなくまた熱シールドも不完全であったため、試料ホルダー付近の改造を行った。この改造により、試料ホルダーの台座部分では10K以下に冷却が可能となったが(改造前は35Kまでしか冷却されなかった)試料ディスク付近は台座との熱接触が弱く30K程度にしか冷却できず、超伝導相転移温度を挟んだ測定はできなかった。そこで、現在より冷却効率を高めた熱シールドを設計中である。
そこで、これまでには、超伝導転移は報告されていないが、電荷移動によって超伝導転移を起こす可能性のある金属内包フラーレン類の電子状態を超高分解能光電子分光法で明らかにすることとした。
測定した金属内包フラーレンは、Tm@C_<82>の三種類の異性体、及びPr@C_<82>である。
Tm@C_<82>では、いずれの異性体でも、Tm原子からフラーレンケージに2個の電子が移動していること、π電子の電子状態は異性体間で大きな違いがあること、σ電子の電子状態は異性体間に余り大きな違いはないことが明らかになった。
Pr@C_<82>は金属原子からフラーレンケージへ3個の電子が移動している系であるが、通常C_<82>ケージで3個の電子が移動している系では、C2v対称性を持っている異性体がメジャーであり今回測定したPr@C_<82>はマイナーアイソマーのCs対称のものであった。Cs対称性のPr@C_<82>の光電子スペクトルはメジャーアイソマーのものとは大きく異なっており、フェルミレベル直下にある電子移動に起因する構造がはっきりとは観測されず、Tm@C_<82>の場合と同様ケージ構造に電子状態が左右されていることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Hino et al.: "Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy of Two Titanium Metal Atoms Encapsulated Metallofullerenes, Ti2@C80 and Ti2@C84"Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 12. 33-39 (2004)
• [Publications] 日本化学会編著(日野照純他著): "化学便覧 基礎編 改訂5版"丸善. 1872 (2004)