超高真空下における新規フラーレン化合物の合成とその反応機構に関する研究

超高真空下新型富勒烯化合物的合成及其反应机理研究

• 批准号: 11740396
• 负责人: 田中 秀樹
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740396/
• 关键词: フラーレン; C_<60>-Si混合薄膜; X線光電子分光法; XPS; FT-IR; その場観測; 反応機構; 重合反応; フラーレン超薄膜; C1sスペクトル; Si2pスペクトル; Si微粒子; 半経験的分子軌道法; C_<70>蒸発源

アルカリ金属をドープしたフラーレンにおいて高温超伝導が発見されて以来、フラーレンを骨格にもつフラーレン重合体あるいはヘテロ原子と結合したフラーレンの示す特異な物性が新世代材料として注目されている。しかしそうしたフラーレン化合物の効率的な合成法は未だ確立されていない。本研究では、フラーレンの超薄膜化技術を利用した新規フラーレン化合物の合成法の確立、およびその反応機構の解明を目指す。平成12年度は、反応の"その場"観測装置を立ち上げ、測定結果の定量的解析によるフラーレン薄膜内反応の反応機構の解明を行った。具体的には、(1)C_<60>薄膜内反応のその場観測、および(2)C_<60>-Si混合薄膜内反応のその場観測を行った。またこれと平行して、(3)非対称型フラーレン,C_<70>,の反応への応用の検討も行った。(1)の研究においては、低エネルギー(1keV)電子線衝撃によるC_<60>重合体生成反応の反応速度定数をin situ FTIR測定による実験から求めた。その結果、重合反応は照射量に対して非線形的に進行することを見いだした。また(2)の研究においては、C_<60>と原子状Siの混合により高効率にて反応錯合体が形成されることを見いだした。実際、C_<60>に対し4倍量のSiを混合した薄膜においてほぼ100%の反応生成物が観測された。一方、(3)の研究においては、フラーレンの非対称型化による著しい反応効率の低下が観測された。これは反応に主として関与するフラーレン上の6/6結合部の電子密度が、非対称化により低下することに起因すると考えられる。以上、本研究から、反応はフラーレンを介した電子の授受によって引き起こされること、原子状Siとの混合状態の生成が新規フラーレン合成には重要であること、の知見を得た。

ア ル カ リ metal を ド ー プ し た フ ラ ー レ ン に お い て high temperature super 伝 guide が 発 see さ れ て since, フ ラ ー レ ン を bone に も つ フ ラ ー レ ン heavy fit あ る い は ヘ テ と ロ atoms combine し た フ ラ ー レ ン の す specific が な physical properties in new generation materials と し て attention さ れ て い る. The な synthesis method for the <s:1> efficiency of <s:1> compound レ has not been established だ, されて, な, な. This study で は, フ ラ ー レ ン の ultrathin membrane technology を use し た new rules フ ラ ー レ の ン compounds synthesis の establishment, お よ び そ の の 応 authorities interpret を refers す. , pp.47-53 12 は 応 の "そ の field" を 観 measuring device set ち げ, determination results の quantitative analytical に よ る フ ラ ー レ ン film within the 応 の の 応 authorities interpret を line っ た. Specific に は, C_ (1) < > 60 film within the 応 の そ 観 の field measurement, お よ び C_ (2) < > 60 - Si hybrid film anti 応 の そ 観 の field measuring line を っ た. ま た こ れ と parallel し て, (3) the said seaborne フ ラ ー レ ン, C_ < 70 >, の anti 応 へ の 応 with の 検 line for も っ た. (1) the study of の に お い て は, low エ ネ ル ギ ー kev (1) the electronic line shock に よ る C_ < > 60 heavy fit to generate the 応 の anti 応 speed constant を in situ FTIR measurement に よ る be 験 か ら o め た. そ の results, overlapping 応 は exposure に し seaborne て に of nonlinear す る こ と を see い だ し た. ま た (2) の research に お い て は, C_ < > 60 と atomistic Si の mixed に よ り high working rate に て が 応 wrong fit to form さ れ る こ と を see い だ し た. In reality, C_<60>に was used to measure the が観 products of 100% <s:1> reaction of <s:1> in <s:1> 4 times the amount of <s:1> Siを mixed <s:1> た thin film にお てほぼ てほぼ てほぼ された. One party, (3) <s:1> studies にお にお て て て, フラ フラ レ レ <s:1> the <s:1> non-symmetrical modeling による results in the <s:1> reaction efficiency <e:1> of 応 and が観 measures された. こ れ は anti 応 に main と し て masato and す る フ ラ ー レ ン の on the integration of a 6/6 の が electron density, the said seaborne に よ り low す る こ と に cause す る と exam え ら れ る. Above, this study か ら, anti 応 は フ ラ ー レ ン を interface し た electronic の giving-receiving に よ っ て lead き up こ さ れ る こ と, atomic Si と の hybrid state の generated が new rules フ ラ ー レ ン synthetic に は important で あ る こ と, の knowledge を た.

项目成果

H.Tanaka,J.Onoe,T.Hara,A.Nakao,K.Takeuchi: "Investigation of the interaction between C_<60> and Si atoms"Mol.Cry.and Liq.Cry.. 340. 701-705 (2000)

H.Tanaka、J.Onoe、T.Hara、A.Nakao、K.Takeuchi：“C_<60> 和 Si 原子之间相互作用的研究”Mol.Cry. 和 Liq.Cry.. 340. 701-705 (

Hideki Tanaka et al.: "XPS Study of Si_xC_<60> Thin Films"Transactions of the Materials Research Society of Japan. (in press).

Hideki Tanaka 等人：“Si_xC_<60> 薄膜的 XPS 研究”日本材料研究学会会刊。

H.Tanaka,S.Osawa,J.Onoe,K.Takeuchi: "Formation process of Si-coated C_<60>"J.Phys.Chem.B. 103. 5939-5942 (1999)

H.Tanaka、S.Osawa、J.Onoe、K.Takeuchi：“Si 涂层 C_<60> 的形成过程”J.Phys.Chem.B。

Hideki Tanaka et al.: "Investigation of the Interaction between C_<60> and Si Atoms"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).

Hideki Tanaka 等人：“C_ 60 和 Si 原子之间相互作用的研究”分子晶体和液晶。

H.Tanaka,J.Onoe,K.Takeuchi: "In situ XPS Study of Si-deposited C_<60> Thin Films"Trans.Mater.Res.Soc.Jpn.. (submitted).

H.Tanaka、J.Onoe、K.Takeuchi：“Si 沉积 C_<60> 薄膜的原位 XPS 研究”Trans.Mater.Res.Soc.Jpn..（已提交）。