衝撃圧縮によるフラーレンから準安定炭素相の凍結と機能性新物質の合成

冲击压缩富勒烯亚稳态碳相的冷冻及新型功能材料的合成

• 批准号: 06224207
• 负责人: 八木 寿子
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06224207/
• 关键词: アモルファスダイヤモンド; C_<60>フラーレン; 衝撃圧縮; 新物質; 機能性; 準安定相

アモルファスダイヤモンドは各種のスペクトロスコピーによって長距離オーダーではアモルファスであり、短距離オーダーではダイヤモンドであると評価される新物質である。既に、C_<60>フラーレンを50万気圧、2000度の超高圧・超高温に衝撃圧縮することによってこの新物質の合成に成功していた。物質を衝撃圧縮すると高い残留温度が生じ、高圧相はじめ遷移状態や準安定相を凍結するためには10^<10>K/sオーダーの超急冷がが必要である。本年度はフラーレンからアモルファスダイヤモンドを再現性よく合成する超急冷衝撃圧縮技術を確立した。また、C_<60>フラーレンからアモルファスダイヤモンドへ転換する過程を、すなわち、C_<60>フラーレンの崩壊からsp^3結合形成過程を、明らかにした。この転換過程は結晶構造と電子状態の変化を電子線回析と電子線エネルギー損失スペクトルを測定することによって行った。C_<60>フラーレンは2〜3の遷移的な状態を経てアモルファスダイヤモンドに転換する。第1の遷移状態ではfcc構造はほとんど変わらないがクラスターの接近によってπプラズモンが妨げられ、この状態はcompressedC_<60>fullereneと考えることができる。第2の遷移状態は、電子のバンド間遷移が著しく強調された状態であり、クラスターの更なる接近によってクラスター間結合が生じていることが示されている。C_<60>クラスターの基本構造は保持されており、一種のC_<60>-ポリマーと解釈することができる。第3の遷移状態では基本構造が崩壊しアモルファス化するが、一方では、局所的にsp^3結合が形成されている。sp^3結合が増加しそのまま結晶成長することなしに凍結されアモルファスダイヤモンドの状態に至る。

For example, if a new substance is identified, it can be identified as a new substance. In <60>addition, the synthesis of this new substance was successfully carried out at 500,000 ℃ and 2000 ℃ under ultra-high pressure and ultra-high temperature. Ultra-rapid cooling of 10^ K/s is necessary when substances are subjected to shock compression and high residual temperatures occur, and when high-pressure phases are frozen from a migrating state to a quasi-stable phase<10>. This year, the ultra-rapid shock compression technology has been established for reproducibility and synthesis. C_R_<60>C_C<60>_ The transformation process includes crystal structure and electron state analysis. C_<60>RAY 2 ~ 3 The transition state is changed from one state to another. The first transition state is the fcc structure. The first transition state is the compressedC_<60>fullerene. The second transition state is the transition between electrons and electrons. The second transition state is the transition between electrons and electrons. The second transition state is the transition between electrons and electrons. The <60>basic structure of C_(1) is maintained, and a new type of C_(2) is proposed<60>. The third transition state is formed by the combination of basic structure and local structure. SP3--

项目成果

Hirai,H.&Kondo,K.: "Amorphous diamond from C_<60> fullerene by shock compression and rapid quenching." High-Pressure Science and Technology-1993 Edited by S.C. Schmidt. 659-662 (1994)

平井，H.

Hirai,H.,& Kondo,K.: "Shock-compacted Si_3N_4 Nanocrystalline Ceramics : Mechanisms of Consolidation and Transition frrm α-to β-form." J.Am.Ceram.Soc.77. 487-492 (1994)

Hirai, H., & Kondo, K.：“冲击压实 Si_3N_4 纳米晶陶瓷：从 α 型到 β 型的固结和转变机制。J.Am.Ceram.Soc.77 (1994)。

Hirai,H.&Kondo,K.: "C_<60> fullerene under high pressure; a transition to diamond and to an amorphous diamond under shock-compression." Advanced Materials '93 I/B:edited by M.Homma et al.(Elsevier Science). 1127-1132 (1994)

平井，H.

Hirai, H., Kondo, K,: "Process of C_<60> fullerene collapse to sp^3 bond formation under shock compression." Avanced in New Diamond Science and Technology, Editor: N. Fujimori. 583-576 (1994)

Hirai, H.，Kondo, K，：“冲击压缩下 C_<60> 富勒烯塌陷形成 sp^3 键的过程。”

Hirai,H.,Kondo,K,: "Amorphous diamond from C_<60> fullerene." Appl.Phys.Lett.64. 1797-1799 (1994)

Hirai,H.,Kondo,K，：“由 C_<60> 富勒烯制成的非晶态金刚石。”