カーボンナノクラスターのドーピングによる新素材開発の基礎研究

碳纳米团簇掺杂新材料开发基础研究

• 批准号: 01F00079
• 负责人: 永瀬 茂
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00079/
• 关键词: フラーレン; ナノチューブ; ケイ素クラスター; ゲルマニウムクラスター; 遷移金属ドーピング; 電子状態; 理論研究

(1)フラーレン構造をもつ最少単位として注目されている炭素クラスターC_<20>のさまざまな異性体の安定性と構造を系統的に理論計算で明らかにすることにより、最近の実験で提案されているC_<20>フラーレンの存在を確認した。(2)フラーレンの骨格炭素を同族のケイ素で置換した球状クラスターには、高周期元素特有の新規な電子特性が期待されている。しかし、ケイ素は炭素と異なりsp^2混成を非常に嫌うので、どのような遷移金属をドープすると、どのサイズのケイ素クラスターまで球状のカゴ構造が安定化されるかを系統的に明らかにした。(3)遷移金属を内部ドープしたケイ素クラスターとゲルマニウムクラスターの構造と電子特性の類似点と相違点を理論計算により明らかにした。(4)炭素ナノチューブの内部空間をC_<60>フラーレンやC_<20>フラーレンでドープしたときのバンド構造の特徴と伝導性を明らかにした。また、フラーレンを内包できる炭素ナノチューブの最少半径を明らかにした。(5)現在、フラーレンの1次元ポリマーと今属内包フラーレンでドープされた炭素ナノチューブの構造と電子特性を解明中である。

(1) フ ラ ー レ ン tectonic を も つ 単 least bit と し て attention さ れ て い る carbon ク ラ ス タ ー C_ < > 20 の さ ま ざ ま な straight body の に theoretical calculation of the stability を と structure system で Ming ら か に す る こ と に よ り, recently の be 験 で proposal さ れ て い る C_ < > 20 フ ラ ー レ ン の exist を confirm し た. (2) フ ラ ー レ ン の bone carbon を kin の ケ で イ element displacement し た globular ク ラ ス タ ー に は element characteristic, high cycle の new rules な electronic features が expect さ れ て い る. し か し, ケ イ element は carbon と different な り sp ^ 2 composite を very に too う の で, ど の よ う な migration metal を ド ー プ す る と, ど の サ イ ズ の ケ イ element ク ラ ス タ ー ま で globular の カ が ゴ structure stabilization さ れ る か を system に Ming ら か に し た. (3) migration metal を internal ド ー プ し た ケ イ element ク ラ ス タ ー と ゲ ル マ ニ ウ ム ク ラ ス タ ー の tectonic と electronic features の similar points と ignored when を theoretical calculation に よ り Ming ら か に し た. (4) carbon ナ ノ チ ュ ー ブ の internal space を C_ < > 60 フ ラ ー レ ン や C_ < > 20 フ ラ ー レ ン で ド ー プ し た と き の バ ン ド tectonic の 徴 と 伝 conductivity を Ming ら か に し た. ま た, フ ラ ー レ ン を insourcing で き る carbon ナ ノ チ ュ ー ブ の minimum radius を Ming ら か に し た. (5), now フ ラ ー レ ン の 1 yuan ポ リ マ ー と today are insourcing フ ラ ー レ ン で ド ー プ さ れ た carbon ナ ノ チ ュ ー ブ の tectonic と electronic features を focuses で あ る.

项目成果

J.Lu: "Structural and Electronic Properties of Metal-Encapsulated Silicon Clusters in a Large Size Range"Phys. Rev. Lett.. (印刷中).

J. Lu：“大尺寸范围内金属封装硅簇的结构和电子特性”Phys Rev. Lett..（出版中）。

J.Lu: "Theoretical Identification of Carbon Clusters C_<20> : Prevalence of the Monocyclic Isomer and Existences of the Smallest Fullerene and Bowl Isomer"Phys. Rev. B. (印刷中).

J. Lu：“碳簇C_<20>的理论鉴定：单环异构体的普遍性以及最小富勒烯和碗异构体的存在”Phys Rev. B.（出版中）。

J.Lu: "Metal-Doped Germanium Clusters MGe_n at the Sizes of n=12 and 10 : Divergence of Growth Patterns from the MSi_n Clusters"Chem. Phys. Lett.. (印刷中).

J. Lu：“n=12 和 10 大小的金属掺杂锗簇 MGe_n：与 MSi_n 簇的生长模式的差异”Chem.Phys. (正在出版)。