グラファイト微結晶での新機能探索

石墨微晶新功能的探索

• 批准号: 09243211
• 负责人: 齋藤 理一郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243211/
• 关键词: グラファイト; 微結晶; フッ素ドープ; MOPAC; Gaussian94; カーボンナノチューブ

直径が1nm程度のグラファイト微結晶は、表面に存在する炭素原子数とシグマ骨格中の炭素原子数が同程度であり、反応性に富む。この大きさのナノグラファイト構造は、固体や分子に見られない新しい量子効果を伴う未知の物性が可能であることが知られている。グラファイト微結晶にアクセプター型の不純物であるFをドープした系の電子状態の計算をMopac93及びGaussian94(半経験的及び非経験的分子軌道計算ライブラリ)を用いて行なった。計算では、炭素原子数24個のクラスターにFを付けて構造最適化をおこない電子状態を求めた。アクセプター型の不純物であるFをドープした系の最適構造は、既に報告したドナー型のLi黒鉛層間化合物と異なる結果が得られた。即ちドナー型の黒鉛層間化合物の場合には、6員環の中心の上方にアルカリ金属が存在するのであるが、Fの場合には炭素原子の真上に存在し、炭素原子はsp^3混成軌道の成分を持つ。このために、シグマ骨格が非常に大きな変形を受ける。これに対応してグラファイトのπ電子系が大きな影響を受ける。これが実験で観測されるスピン帯磁率のF濃度依存性の起源であると考えている。

The number of carbon atoms in the microcrystals with a diameter of about 1nm is equal to the number of carbon atoms in the microcrystals and the number of carbon atoms in the microcrystals. The structure of these molecules is new and the properties of these molecules are unknown. Mopac93 and Gaussian94(semi-crystalline and non-crystalline molecular orbital calculations) are used to calculate the electronic state of impurities in the microcrystals. Calculate the number of carbon atoms 24. Optimize the structure. Find the electronic state. The optimum structure of the impurity system of the first type is obtained. That is, in the case of a single-type black lead interlayer compound, the metal above the center of the 6-membered ring is present, and in the case of F, the carbon atom is present above the sp^3 hybrid orbital. This is a very big deal. The π electron system is greatly affected by the change of color. The origin of F concentration dependence of magnetic susceptibility is studied.

项目成果

R.Saito et al.: "Physical Properties of Carbon Nanotubes" Imperial College Press(in press), 単著258 (1998)

R.Saito 等人：“碳纳米管的物理性质”帝国理工学院出版社（正在出版），单作者 258（1998）

R.Saito et al.: "Raman Intensity of Single-Wall Carbon Nanotubes" Phys.Rev.B. 57. 4145-4153 (1998)

R.Saito 等人：“单壁碳纳米管的拉曼强度”Phys.Rev.B。

M.S.Dresselhaus et al.: "Carbon Nanotubes" Physics World. 11. 33-38 (1998)

M.S.Dresselhaus 等人：“碳纳米管”物理世界。

M.S.Dresselhaus et al.: "Electrons and Phonons in Fullerenes and Carbon Nanotubes" Marcel Dekker Inc.(in press), 30 (1998)

M.S.Dresselhaus 等人：“富勒烯和碳纳米管中的电子和声子”Marcel Dekker Inc.（印刷中），30 (1998)

M.Nakadaira et al.: "Excess Li Ions in a Small Graphite Cluster" J.Mater Res.12. 1367-1375 (1997)

M.Nakadaira 等人：“小石墨簇中的过量锂离子”J.Mater Res.12。