FT-ICRによるシリコンクラスターの化学反応と構造制御

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1991年に発見されたカーボンナノチューブは炭素原子の6員環と5員環で編まれたネットワーク構造をもち,単層のナノチューブ(SWNT : single-walled carbon nanotube)と,複数のチューブが入れ子状になった多層ナノチューブ(MWNT : multi-walled carbon nanotube)の2種類に分類される.カーボンナノチューブはその幾何学的構造に基づく,様々な物理・化学的性質から新しい材料としての応用が期待されており,ナノテクノロジーの代表的な新素材である.一例を挙げると,電子素子,平面型ディスプレーなどのための電界放出電子源,走査型プローブ顕微鏡の探針,熱伝導素子,高強度材料,導電性複合材料やガス吸蔵材として利用するための応用研究も活発に行われている.一方,SWNTsの大量生成に関してはCVD法やHiPco法による生成に期待が持たれており,本研究室でもアルコールを炭素供給源とした新合成法ACCVD法を確立している.しかしながらその成長過程に関しては不明な点が多く,高品質なSWNTsを生成するためには基礎的な研究が必要である.CVD法では触媒として遷移金属が広く用いられるが,最近では単一種の金属を用いるよりも混合金属を触媒として用いるほうが,より効果的な触媒作用を得ることが分かってきた.そこで本研究ではカーボンナノチューブに対して非常に効率的な鉄・コバルト混合金属の触媒機構を理解するため,混合クラスターの生成機構を主に調べ,アルコールとの反応に関しても調べた.