ペアナノ分子イオンプラズマ利用のフラーレンダイマー形成新機構

使用配对纳米分子离子等离子体形成富勒烯二聚体的新机制

• 批准号: 14780376
• 负责人: 大原 渡
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780376/
• 关键词: ペアプラズマ; フラーレン; 静電波動; ダイマー; ダイマー直接形成

1.現有の磁場コイル(3kG)と真空容器(内直径16cm,長さ200cm)を利用し,温度を600℃程度にまで加熱することのできる銅円筒(内直径8cm,長さ30cm)が真空容器内部に設置されている.この円筒内部にドーナッツ状電子銃が,側壁にナノサイズ分子であるフラーレンC_<60>を昇華させるためのオーブンが設置されている.電子ビームエネルギーは0〜150evの範囲で,フラーレン導入量はオーブン温度調節(0〜700℃)によって制御できる.高エネルギー電子衝突電離によって正イオン(C_<60>^+)が生成され,低エネルギー電子付着によって負イオン(C_<60>^-)が生成される.外部印加磁場を利用した磁気フィルター効果により正負イオンと電子を分離することができる.このようにして,等しい質量を持つ正負イオンのみから成るペアナノ分子イオンプラズマの生成に成功した.2.ペアイオンプラズマの典型的なパラメータは,プラズマ密度1×10^8cm^<-3>,イオン温度0.5eV,空間電位はほぼ0Vである.すなわちプラズマ中に静的電位構造が形成されておらず,これがペアイオンプラズマの特徴の一つである.3.宇宙・高エネルギー物理分野において,等質量異符号電荷の電子-陽電子から成るペアプラズマの時空間的対称性が通常の電子-イオンプラズマとは大きく異なるため,その基礎物性について注目されている.しかし,、実験的にペアプラズマの生成・保持・測定が難しいため理論が先行しており,基礎物性について能動的実験検証がほとんどなされていない.そこで静電波動特性について実験を行ったところ,理論的に予測されたイオン音波,イオンプラズマ波は明確に観測された.更にこれらの波動の中間周波数帯域に新たなモードを発見した.正負イオン密度揺動位相差に関しては,イオン音波は同位相,イオンプラズマ波は逆位相,新たなモードはほぼ逆位相になっていることがわかった.密度働が逆位相ということは,強荷電分離状態であることを示唆しており,動印電位構造が形成されることを意味する.4.フラーレン二量体であるダイマーは炭素系素材として応用上期待されている.触媒を用いた化学的多段階反応法,局所電界印加法,光重合法でもダイマーは形成される.しかし,不安定構造ダイマーであったり,大量合成には向かない手法である.そこで大量合成に向く体積生成を念頭において,ペアイオンプラズマを利用したダイマー直接形成を試みた.プラズマ中に基板を挿入すると,電子加速電圧に依存してダイマーが形成されることを確認したが,その生成量は多いとは言えない.負イオンが電子加速領域に存在すれば負イオンビームが生成されて,正イオン・中性フラーレンとの衝突によりダイマー形成される可能性のあるこどがわかった.効率的なイオン加速機構を更に付加すればダイマー生成量を飛躍的に増加させることが可能になると考えている.

1. The existing magnetic field (3kG) and vacuum vessel (inner diameter 16cm, length 200cm) are utilized, and the temperature is heated to 600℃. The copper tube (inner diameter 8cm, length 30cm) is installed inside the vacuum vessel. The inner part of the cylinder is equipped with an electron gun, and the side wall is equipped with an electron gun<60>. The temperature of the electronic system is adjusted from 0 to 150ev, and the temperature of the electronic system is adjusted from 0 to 700℃. The high level electron collision ionization is generated by positive electron (C_<60>^+), and the low level electron collision ionization is generated by negative electron (C_ ^<60>-). The external magnetic field is used to separate the electrons from the magnetic field. 2. The typical mass of the molecule is 1×10^8cm^<-3>, the temperature is 0.5eV, and the space potential is 0 V. 3. The universe·high energy physics division, the same mass different sign charge electron-positron transition, the symmetry of time space, the ordinary electron-positron transition, the fundamental physical properties. The basic physical properties of the materials are determined by the theory of the generation, maintenance and measurement of the materials. The electrostatic ratio characteristic is measured theoretically, and the acoustic wave is measured clearly. In addition, the ratio of the intermediate frequency band is new. Negative numbers, density, phase difference, sound waves, inverse phase, new waves, inverse phase. The density is opposite to the phase, the strong charge separation state is opposite to the phase, the dynamic printing potential structure is formed, the carbon system material is opposite to the carbon system material, and the carbon system material is opposite to the carbon system material. Catalysts are used in chemical multistage reactions, local electro-chemical reactions, and photochemical reactions. Unstable structure, a large number of synthetic methods. A large number of synthetic materials are produced. The electron acceleration voltage depends on the amount of energy generated. Negative electron acceleration domain exists, negative electron acceleration domain exists, positive electron acceleration domain exists, neutral electron acceleration domain exists, negative electron acceleration domain The rate of increase in the number of

项目成果

W.Oohara: "Generation of Negative Potential Pulses in a Massive Negative Ion Plasma"Plasma Physics and Controlled Fusion. 44. 1299-1310 (2002)

W.Oohara：“在大量负离子等离子体中产生负电势脉冲”等离子体物理和受控聚变。

W.Oohara: "Pair-Ion Plasma Generation and Fullerene-Dimer Formation"Proceedings of Joint International Plasma Symposium of 6^<th> APCPST, 15^<th> SPSM, OS2002 & 11^<th> KAPRA. 126 (2002)

W.Oohara：“Pair-Ion Plasma Generation and Fullerene-Dimer Formation”第6届APCPST、第15届SPSM国际联合等离子体研讨会论文集，OS2002

W.Oohara: "Development of Pair-Ion Plasma Source using Fullerenes"Proceedings of The 29^<th> IEEE International Conference on Plasma Science. 337 (2002)

W.Oohara：“使用富勒烯开发对离子等离子体源”第 29 届 IEEE 国际等离子体科学会议论文集。

W.Oohara, R.Hatakeyama: "Anomalistic Generation of Fullerene Plasma"Proceedings of International Conferenece on Phenomena in Ionized Gases. 1. 241-242 (2003)

W.Oohara、R.Hatakeyama：“富勒烯等离子体的异常生成”国际电离气体现象会议论文集。

W.Oohara, H.Iwata, D.Date, R.Hatakeyama: "Formation of Fullerene Dimers in Pair-Ion Plasma"Abstract of The 4^<th> Asian-European International Conference Plasma Surface Engineering. 245 (2003)

W.Oohara、H.Iwata、D.Date、R.Hatakeyama：“对离子等离子体中富勒烯二聚体的形成”第四届亚欧等离子体表面工程国际会议摘要。