金属内包シリコンクラスターの磁気共鳴

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本研究の目的は、金属内包シリコンクラスター化合物の電子状態を磁気共鳴法により研究することである.得られた結果を以下に記す。1)NaSiを出発物質として高温、高真空下で脱ナトリウム反応を行なうことにより、ナトリウム金属内包シリコンクラスレートを合成した.2)X線構造解析により、Na_XSi_<46>およびNa_XSi_<136>構造(1.5<x<24)をもつ2種類のシリコンクラスレートの生成を確認できた。3)Na_3Si_<136>化合物の4KESRでは、Na原子による4本線の超微細分裂(HFS)が明瞭に観測できた。4)4K-300Kの温度域でNe原子のHFS強度の温度依存性を観測した。その結果、40K以下の低温域では常磁性キューリ則に従うが、温度上昇に従いキューリ則からのずれが大きくなることが解った。5)HFS強度の温度依存性の解析より、キューリ則からのずれは温度上昇に伴うナトリウム3_S電子の伝導帯への熱励起に帰属でき、Na原子と伝導体のエネルギー差として0.001eVが評価できた。さらに、Na原子のHFS値より、42%の電子はナトリウム3_S軌道に、残り58%の電子はシリコン骨格に分布していることも解った。