長鎖アルカンの空準位電子構造への自由電子性の寄与に関する逆光電子分光研究

反光电子能谱研究自由电子性质对长链烷烃空电子结构的贡献

• 批准号: 01J03111
• 负责人: 堤 清彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 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-01J03111/
• 关键词: 長鎖アルカン; ポリエチレン; 空準位電子構造; 逆光電子分光法; 電子線損傷; 角度分解紫外光電子分光法; 密度汎関数法

長鎖アルカンは、炭素原子の擬一次元化合物、ポリエチレンなど高分子のモデル物質、代表的な有機絶縁体などの観点から、理論・実験の両面でその電子構造の研究が行われてきた。特に空準位に関しては自由電子性の寄与が示唆されており、それを明らかにすることは有機分子集合体の物性の基本的な理解のためにも重要である。しかし、空状態の電子構造観測にとって有効な逆光電子分光法を用いた研究は、長鎖アルカンが電子照射に弱いために信頼できる結果がなく、充分なデータが得られていなかった。本研究では、照射電子量を検出限界に達するまで減らして測定を試みた結果、信頼できる逆光電子スペクトルを得ることができた。しかし、このスペクトルは試料損傷などの影響がない情報を目指して得たものであり、試料薄膜中の分子配向やスペクトルから決まる物理量のエネルギー絶対値の決定などについてはさらに入念な実験が必要である。特に、ポリエチレンは負の電子親和力をもつ物質であると報告されているが、得られた逆光電子スペクトルからは真空準位より低エネルギーに空準位が存在する可能性が示唆されている。そこで、分子配向や真空準位の位置を調べるために、角度分解紫外光電子分光法による測定を行った。また、これまでに報告されている量子化学計算結果には自由電子性を考慮したものがなかったので、基底関数を大きくとることにより近似的に自由電子性を取り入れた計算を試みた。密度汎関数法(B3LYP)による計算結果では、充分大きな基底関数を用いると分子のLUMOが真空準位よりも低エネルギーに位置する。この結果から求めた状態密度は、逆光電子スペクトルと対応している。また、依然として基底依存性がみられるため、自由電子性を取り入れるためにはさらに大きな基底関数を用いる必要があることもわかった。

Long locks ア ル カ ン は, carbon atoms の proposed a yuan compounds, ポ リ エ チ レ ン な ど polymer の モ デ ル な organic substances, representing absolutely try body な ど の 観 point か ら, theory be 験 の struck surface で そ の electronic structure の が line わ れ て き た. Special に empty quasi a に masato し て は free electrons の send and が in stopping さ れ て お り, そ れ を Ming ら か に す る こ と は organic molecular assembly の property の understand basic な の た め に も important で あ る. し か し, empty state の electronic structure 観 measuring に と っ て have sharper な backlight electron spectrometry を with い た research は, long locks ア ル カ ン が electron irradiation に weak い た め に letter 頼 で き る results が な く, fully な デ ー タ が have ら れ て い な か っ た. This study で は, irradiation electron quantity を 検 out limit に da す る ま で minus ら し て determination を try み た results, letter 頼 で き る backlight electronic ス ペ ク ト ル を have る こ と が で き た. し か し, こ の ス ペ ク ト ル は sample damage な ど の influence が な い intelligence を refers し て have た も の で あ り, sample film of の ligands to や ス ペ ク ト ル か ら definitely ま る quantities の エ ネ ル ギ ー unique numerical の decided the seaborne な ど に つ い て は さ ら に into read な be 験 が necessary で あ る. に, ポ リ エ チ レ ン は negative の electron affinity を も つ material で あ る と report さ れ て い る が, ら れ た backlight electronic ス ペ ク ト ル か ら は vacuum must a よ り low エ ネ ル ギ ー に empty must exist a が す が る possibility in stopping さ れ て い る. Youdaoplaceholder0 で で, molecular alignment や, vacuum quasi-position <s:1> position を adjustment べるために, angular decomposition ultraviolet photoelectron spectrophotometry による determination を row った. ま た, こ れ ま で に report さ れ て い る quantum chemical calculation results に は free electrons sex を consider し た も の が な か っ た の で, large number of basal masato を き く と る こ と に よ り に free electrons of approximate を take り れ た computing を try み た. Density masato method (B3LYP) に よ る results で は, sufficiently large き な basal masato number を with い る と molecular の LUMO が vacuum must a よ り も low エ ネ ル ギ ー に position す る. The <s:1> <s:1> result ら ら is used to find the めた state density <e:1> and the backlight electron スペ ト と と と against 応 応 て る る る. ま た, still と し て basal dependency が み ら れ る た め, free electrons を take り れ る た め に は さ ら に big き な basal masato number を with い る necessary が あ る こ と も わ か っ た.

项目成果

堤清彦: "Unoccupied electronic states in a hexatriacontane thin film studied by inverse photoemission spectroscopy"Chemical Physics Letters. 361. 367-373 (2002)

Kiyohiko Tsutsumi：“通过反光电子能谱研究六十六烷薄膜中的未占据电子态”《化学物理快报》361. 367-373 (2002)。

佐藤直樹: "Unoccupied electronic states in Phthalocyanine thin films studied by inverse photoemission spectroscopy"Synthetic Metals. 133-134. 673-674 (2003)

Naoki Sato：“通过反光电子能谱研究酞菁薄膜中的未占据电子态”，《合成金属》133-134 (2003)。