C_<60>の原子構造とマイクロトライボロジー

C_<60>的原子结构和微观摩擦学

• 批准号: 04650133
• 负责人: 大前 伸夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650133/
• 关键词: フラーレン; C_<60>(カーボン60); FIM; 原子構造; トライボロジー

サッカーボールの様な形状を有することから、C_<60>カーボンクラスター(フラーレン)は画期的な固体潤滑剤となり得る可能性を有している。しかしながら、このような原子構造が現在までに観察されたわけではなく、光学的分光法や核磁気共鳴法などによって構造を推測しているに過ぎない。また近年急速な発展を遂げている走査プローブ顕微鏡(SPM)さえもC_<60>の原子構造を直視するには至っていない。極表面におけるアトミックオーダの相互作用が重要であるマイクロトライボロジーにC_<60>を有効に活用するため、本研究ではまず電界イオン顕微鏡(FIM)を用いてその原子構造を明らかにすることを目的とし、さらにそのマイクロトライボロジー特性について考察を行った。本研究室現有のFIMに改良を加え、C_<60>観察用の液体窒素コールドフィンガーを取りつけ、タングステンチップの頂上にC_<60>を塗布し、ネオンガスを用いて結像を計ったが本研究者がカーボン繊維の原子構造で得たような明瞭な像は観察されなかった。実験を繰り返した結果、ヘリウムガスを用いてイメージ電圧10.8kV、ガス圧力4×10^<-2>Paの結像条件において、30個以上のカーボン原子が写し出され、6個の六角形と3個の五角形を同定する事ができた。この結果はサッカーボールを赤道で切った場合の約半分の原子構造を明らかにしたもので、国内外を問わず初めての結果であると評価される。また、チップ上のC_<60>と金プレートとの間の摩擦特性を測定した結果、約0.15の結果を得たが、FIMの超高真空中、温度90Kにおける摩擦係数であるので、大気中でのマイクロトライボロジーについてはさらに検討する必要がある。これらの結果は本年6月、アメリカ合衆国、マサチューセッツ工科大学における、ラビノウィッツ教授メモリアル国際シンポジウムにおいて発表の予定である。

サ ッ カ ー ボ ー ル の others な shape を す る こ と か ら, C_ < > 60 カ ー ボ ン ク ラ ス タ ー (フ ラ ー レ ン) は painting period な solid lubrication tonic と な り る possibility を have し て い る. し か し な が ら, こ の よ う な atomic structure が now ま で に 観 examine さ れ た わ け で は な く, optical spectrometry や nuclear magnetic 気 resonance method な ど に よ っ て tectonic を speculation し て い る に too ぎ な い. ま た in recent years, rapid な 発 exhibition を hence げ て い る walkthrough プ ロ ー ブ 顕 micro mirror (SPM) さ え も C_ < > 60 の atomic structure を look す る に は to っ て い な い. Polar surface に お け る ア ト ミ ッ ク オ ー ダ の interaction が important で あ る マ イ ク ロ ト ラ イ ボ ロ ジ ー に C_ < > 60 を have sharper に use す る た め, this study で は ま ず electricity industry イ オ ン 顕 micro mirror (FIM) を い て そ の atomic structure を Ming ら か に す る こ と を purpose と し, さ ら に そ の マ イ ク ロ ト ラ イ ボ ロ ジ ー features に つ Youdaoplaceholder0 て examine line を った. The existing research の FIM に improved を え, C_ < > 60 観 examine the liquid の smothering element コ ー ル ド フ ィ ン ガ ー を take り つ け, タ ン グ ス テ ン チ ッ プ の top に C_ < > 60 を coated し, ネ オ ン ガ ス を with い て knot like を gauge っ た が the researchers が カ ー ボ ン 繊 d の atomic structure で must た よ う な clear な like は 観 examine さ れ な か っ Youdaoplaceholder0. Be 験 を Qiao り return し た results, ヘ リ ウ ム ガ ス を with い て イ メ ー ジ 圧 10.8 kV, ガ ス pressure 4 x 10 ^ < - > 2 Pa の knot like conditions に お い て, more than 30 の カ ー ボ ン atomic が し write a さ れ, 6 の hexagonal と 3 の pentagon を with fixed す る matter が で き た. こ の results は サ ッ カ ー ボ ー ル を equator で cut っ の た occasions about half a cent の atomic structure を Ming ら か に し た も の で, both at home and abroad を asked わ ず early め て の results で あ る と review 価 さ れ る. On ま た, チ ッ プ の C_ < > 60 と gold プ レ ー ト と の の friction characteristics between を determination し た results, the result of about 0.15 の を た が, FIM の ultra high vacuum, temperature 90 k に お け る friction coefficient で あ る の で, large 気 で の マ イ ク ロ ト ラ イ ボ ロ ジ ー に つ い て は さ ら に beg す 検 る necessary が あ る. は こ れ ら の results in June this year, ア メ リ カ states, マ サ チ ュ ー セ ッ ツ engineering university に お け る, ラ ビ ノ ウ ィ ッ ツ professor メ モ リ ア ル international シ ン ポ ジ ウ ム に お い て 発 table の designated で あ る.

项目成果

Ohmae,N.: "Reaction of Atomic Oxygen with Soild Surfaces as Related to Spacetribology in Low Earth Orbit" Proc.1st International Workshop on Microtribology,The Japanese Society of Tribologists,Morioka. 266-275 (1992)

Ohmae,N.：“原子氧与固体表面的反应与近地轨道空间摩擦学相关”Proc.第一届国际微观摩擦学研讨会，日本摩擦学会，盛冈。

Ohmae,N.: "Field Ion Microscope Studies of Wear Particle Formation as Related to the Mesoscopic View of Tribology" Wear Particles:From the Cradle to the Grave,Proc.18th Leeds-Lyon Symp.Lyon,France. 377-385 (1992)

Ohmae,N.：“与摩擦学细观观点相关的磨损颗粒形成的场离子显微镜研究”磨损颗粒：从摇篮到坟墓，Proc.18th Leeds-Lyon Symp.里昂，法国。

Ohmae,N.: "Synthesis of Tungsten Disulfide on Tungsten-tip Directly inside FIM" Proc.19th Leeds-Lyon Symp.Tribology,Univ.Leeds,Leeds,UK. (1992)

Ohmae,N.：“FIM 内直接在钨尖上合成二硫化钨”Proc.19th Leeds-Lyon Symp.Tribology，利兹大学，利兹，英国。

Ohmae,N.: "Use of Thin Solid FI1ms at Head/Magnetic Media Interfaces" Surface Modification Technologies V,Proc.5th Int.Conf.held in Birmingham,UK. 723-731 (1992)

Ohmae,N.：“在磁头/磁介质接口处使用薄固体 FI1ms”表面改性技术 V，Proc.5th Int.Conf. 在英国伯明翰举行。

Ohmae,N.: "Exoelectron Emission from 99.9999% Pure Aluminum" Proc.17th Meeting of the International Research Group on Wear of Engineering Materials,IRG-OECD. 20- (1992)

Ohmae,N.:%20"Exoelectron%20Emission%20from%2099.9999%%20Pure%20Aluminum"%20Proc.17th%20Meeting%20of%20the%20International%20Research%20Group%20on%20Wear%20of%20Engineering%20Materials,IRG-