ナノグラファイトの作成とその電子構造評価

点击翻译按钮获取中文摘要

アルカンチオール及びTTF置換アルカンチオールの自己組織化膜を有する白金ナノ粒子の作成と電子、磁気物性の解析を行った。オクタデカンチオール(C_<18>H_<37>SH)膜を有する白金ナノ粒子については、0から100%の表面被服率の増加に伴って粒径が2.2から0.9nmへと減少することが明らかとなった。温度に依存しないパウリスピン常磁性は粒径の減少に伴って減少し、量子サイズ効果により説明できることが明らかとなった。低温ではキュリースピンが被服のない白金ナノ粒子に比べて一桁大きく、各粒子が0か1個のスピンを有する値となり、偶数電子系である白金の電子状態と一見矛盾する結果となった。X線光電子分光スペクトルからは、白金の原子価は正の値を持ち、ナノ粒子が電子不足状態にあることが示唆される。これらのことから、アルカンチオールで被覆された白金ナノ粒子においては、粒子内部からチオール側に電荷移動が起こり、結果として偶数電子系からのずれが生じているものと思われる。ESRでは、被服率の増加に伴って、線幅とg値の増加が観測された。このことは、被服率の増加により、スピン-軌道相互作用が大きく増加することを示唆している。白金ナノ粒子では、アルカンチオールとの界面において不連続なポテンシャルの変化が存在する。このとき、フェルミ準位付近のナノ粒子の波動関数は界面付近に染み出し、スピン-軌道相互作用が増大するものと思われる。このように自己組織化膜を有する白金ナノ粒子には、量子サイズ効果に加え、界面での電子状態変化が大きく電子物性に影響することが明らかとなった。白金ナノ粒子上へのTTF置換基を有するアミノプロピルチオールの自己組織化膜の形成も試みた。さらに、これに臭素を加え、界面での電荷移動錯体の形成も試みた。現在、磁化率、ESR、電子顕微鏡観察により、構造と電子状態の相関を解明している。また、白金ナノ粒子表面の自己組織化膜を800℃で熱分解してグラファイト化することを試みた。その結果、負の磁化率が観測され、白金ナノ粒子表面にグラファイトが形成されることが示唆された。現在、再現性と物性の詳細を調べている。