ナノメター多面体分子と結晶の物性

本研究は、C_<60>分子以上の高次フラレン分子(C_<70>、C_<76>、C_<84>など)から金属内包フラーレン分子およびグラファイト・ナノチューブに至る炭素多面体分子とその結晶の基礎的物性の総合的研究に関する探査である。実際の研究活動は、分担者および関連研究者による研究会(公開)を開催し、研究討議と情報交換および研究連絡会議による研究調査および方針の検討を行った。これらは報告書に纏め、この分野の今後の発展に指針を与えた。具体的な調査内容は以下の通りである。高次フラレンについては、フラレン分子の安定性と成長機構の解明の研究がなされ、2、3のモデルの提案および計算機実験が行われ、実験的検証と定量的理論解析が行われた。金属内包フラレン分子については、既に東京都立大および名古屋大を中心に合成、単離、結晶化に成功しており、東大および名古屋大グループにより結晶構造および炭素ケージ内での金属原子位置が決定された。今後、La@C_<82>,Gd@C_<82>など全ての金属内包分子および結晶についてその電子構造および磁気構造について、理論・実験両面から基礎的性質の研究が急務である。ナノチューブなどの多面体集合体は、メゾスコピック電子系の極めて優れたモデル物質となることが期待され、著しい量子干渉効果が期待されると同時に、チューブ直径の制御により金属伝導相と半導体伝導相を制御でき、ナノメター電子デバイスとしての発展が期待できる物質系と考えられる。電子構造および電気伝導現象などの基礎研究を中心に物性探索研究を行なれたが、今後、基礎物理およびマイクロエレクトロニックスの分野に大きな進展が期待される。

本研究は、C_<60>分子以上の高次フラレン分子(C_<70>、C_<76>、C_<84>など)から金属内包フラーレン分子およびグラファイト・ナノチューブに至る炭素多面体分子とその結晶の基礎的物性の総合的研究に関する探査である。実際の研究活動は、分担者および関連研究者による研究会(公開)を開催し、研究討議と情報交換および研究連絡会議による研究調査および方針の検討を行った。これらは報告書に纏め、この分野の今後の発展に指針を与えた。具体的な調査内容は以下の通りである。高次フラレンについては、フラレン分子の安定性と成長機構の解明の研究がなされ、2、3のモデルの提案および計算機実験が行われ、実験的検証と定量的理論解析が行われた。金属内包フラレン分子については、既に東京都立大および名古屋大を中心に合成、単離、結晶化に成功しており、東大および名古屋大グループにより結晶構造および炭素ケージ内での金属原子位置が決定された。今後、La@C_<82>,Gd@C_<82>など全ての金属内包分子および結晶についてその電子構造および磁気構造について、理論・実験両面から基礎的性質の研究が急務である。ナノチューブなどの多面体集合体は、メゾスコピック電子系の極めて優れたモデル物質となることが期待され、著しい量子干渉効果が期待されると同時に、チューブ直径の制御により金属伝導相と半導体伝導相を制御でき、ナノメター電子デバイスとしての発展が期待できる物質系と考えられる。電子構造および電気伝導現象などの基礎研究を中心に物性探索研究を行なれたが、今後、基礎物理およびマイクロエレクトロニックスの分野に大きな進展が期待される。