ナノダイヤモンド粒子の表面化学修飾と特異な界面電子・磁気現象の発現

纳米金刚石颗粒的表面化学修饰及独特界面电子和磁现象的表现

基本信息

  • 批准号:
    18655053
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

大きさ5nmのナノダイヤモンド粒子を水熱合成用オートクレーブ中で超臨界水処理を行い、表面に存在する無定形グラファイト形炭素を溶解し、表面水素終端を行った。実験条件は650℃、100MPa、また、中性水、NaOH塩基性水を用い、Zn触媒の効果も検討した。その結果、中性条件下では水素終端された表面炭素原子の数は超臨界水処理時間の増加にしたがって増加するが、40時間を越えると水素終端炭素数は減少に転じることが明らかとなった。X線回折、X線小角散乱の実験結果からは、処理時間の増加に従って、表面グラファイト層の消滅が示唆された。また、磁化率から求めた表面に存在する局在スピン濃度は、処理時間の増加にしたがって増加し、40時間以降においては不連続的に減少することが見出された。このような構造、磁性の処理時間依存性から、処理時間の短い条件では、グラファイト表面層の溶解に伴い、むき出しになったダイヤモンド表面炭素原子が水素終端されると同時に、水素終端されない表面炭素原子が欠陥として残り、これがダングリングボンドの局在スピンを持つものと理解される。40時間以上の処理では、表面の構造不安定性により、構造再配列が起こり、結果として、表面炭素原子はπ結合で覆われるものと思われる。表面に存在する欠陥はダングリングボンド・クラスター構造を有し、その局在スピンは強い反強磁性相互作用でスピン揺らぎを起こしているものと思われる。塩基性水溶液中あるいはZn触媒下での処理では水素終端は大きく促進されることが明らかとなった。
Large 5nm particles are used for hydrothermal synthesis. Supercritical water treatment is carried out. Amorphous carbon is dissolved on the surface. Surface water termination is carried out. The conditions are 650℃, 100MPa, neutral water, NaOH, basic water, Zn catalyst, etc. As a result, under neutral conditions, the number of carbon atoms on the surface of the water terminal increased, and the number of carbon atoms on the surface of the water terminal decreased. X-ray reflection, X-ray small angle scattering results, processing time increase, surface degradation layer destruction, etc. For example, the magnetic susceptibility of the surface layer increases with the increase of the treatment time and decreases with the decrease of the treatment time. The processing time dependence of structure and magnetism, the processing time and the processing time are different, and the surface carbon atoms are dissolved and separated from the surface carbon atoms. More than 40 years of treatment, structural instability of the surface, structural rearrangement of the formation, the result, surface carbon atoms are not π-bound, the formation of carbon atoms is not stable, the formation of carbon atoms is not stable. There is a strong antiferromagnetic interaction in the surface. In basic aqueous solution, Zn catalyst is used to treat the terminal of Zn.

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Defects localization and nature in bulk and thin film ultrananocrystalline diamond
块状和薄膜超纳米晶金刚石的缺陷定位和性质
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Toshiaki Enoki;et. al.;M.V.Baidakova et al.;V.Yu.Osipov et al.
  • 通讯作者:
    V.Yu.Osipov et al.
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  • DOI:
    10.1016/j.diamond.2007.06.003
  • 发表时间:
    2007-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Osipov, V. Yu.;Shames, A. I.;Vul, A. Ya.
  • 通讯作者:
    Vul, A. Ya.
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  • 通讯作者:
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    $ 2.3万
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