ペアイオンプラズマ制御によるフラーレンダイマー大量合成法の開発

利用成对离子等离子体控制开发富勒烯二聚体大规模合成方法

• 批准号: 16740310
• 负责人: 大原 渡
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740310/
• 关键词: フラーレン; ダイマー; ペアイオンプラズマ; 衝突結合

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,ドーナッツ状電子銃とフラーレンC_<60>昇華用オーブン付きの加熱銅円筒が設置されている.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>^-)が生成されている.生成された負イオンを電位差(0〜200V)をつけた2枚のグリッド間で積極的に静電加速させて,下流域に存在する中性フラーレンや正イオンと衝突させた.グリッド電位差をコントロールパラメータとして,負イオンビームエネルギーを変化させてダイマー合成を行った.2.衝突処理したフラーレンサンプルをMALDI-TOFMSによって質量分析を行ったところ,質量数1452を持つ物質が確認された.これはC_<121>に相当する質量であり,フラグメンテーションC_2から供給されたCと,C_<60>が2個から成るダイマーであると考えている.ダイマーが合成される負イオンビームエネルギーには,最適なエネルギー範囲(60〜180eV)が存在する.積極的な負イオン加速・衝突によって,ダイマー合成量を大幅に向上させることができた.3.TOFMSによって質量分析する際に,レーザによってイオン化しているが,レーザ照射によってダイマーが合成されるという報告がある.そこで,LDI-TOFMSよってレーザ強度に依る質量スペクトルの変化を調べた.C_<60>単体にLDIした場合は,レーザ強度がある閾値を越えるとダイマーC_<119>が主に観測されて,C_<121>は観測されない.すなわち,C_<121>はLDIではなくプラズマプロセスによって合成されたと言える.4.既に報告されている合成されたダイマーは,結合力の弱いダンベル型が主である.材料応用のためには,結合力の強い融合型のダイマーであることが望ましい.レーザ照射や中性ガスとの衝突によってダイマーは解離する.レーザ強度を高めてLDIによって解離されるとC_<112>+nC_2の一連のフラグメンテーションしたダイマーが形成された.ここでも,ほとんどC_<119>は形成されていない.更にMALDIによってイオン化したダイマーを静電加速(加速電圧20kV)して,窒素ガス分子と衝突させた(CDI).ここで,フラグメンテーションしたダイマーは観測されなかったことから,C_<121>の結合力は強いと言える.以上のことから,フラーレン負イオン加速・衝突によって合成されたダイマーは,結合の強い融合型であると考えられる.

1. The existing magnetic field (3kG) and vacuum vessel (inner diameter 16cm, length 200cm) were utilized, and the heating copper tube for sublimation was set up<60>. 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>-). A negative voltage difference (0 ~ 200V) is generated between the two electrodes, and a positive electrostatic acceleration occurs. 2. Conflict treatment: MALDI-TOFMS quality analysis: mass: 1452: mass: 1450: mass: mass: 1450: mass: 1 The quality of C<121>_is equal to C is equal <60>to The optimum range for the synthesis of the compound is 60 ~ 180eV. 3. TOFMS quality analysis is carried out in the middle of the process, and the results are reported in the middle of the process. In this case,LDI-TOFMS intensity is adjusted according to the quality of the sample. In case of LDI, the intensity of the sample is adjusted according to the quality of the sample<60><119>. In case of LDI, the threshold value of the sample is adjusted according to the quality of the sample<121>. C_<121>LDI is a weak binding agent. C_LDI is a weak binding agent. The material is used in combination with the strong fusion type. The conflict between the two sides of the strait A high degree of separation of C_<112>+nC_2 and C_ +nC_2.ここでも,ほとんどC_<119>は形成されていない. The MALDI is also designed to accelerate electrostatically (accelerating voltage 20kV), and the molecular collision (CDI). C_<121>_ The above is a combination of strong fusion and acceleration.

项目成果

Formation of fullerene dimers in pair-ion plasma

• DOI: 10.1016/j.tsf.2004.07.036
• 发表时间: 2005-03
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: W. Oohara;H. Iwata;D. Date;R. Hatakeyama

Properties of Pair-Ion Plasma Using Fullerenes

使用富勒烯的对离子等离子体的特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Workshop on Theoretical Plasma Physics Book of Abstracts
• 作者: K.Nishihara;A.Sasaki;T.Nishikawa;A.Sunahara;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;W.Oohara;G.Sato;W.Oohara;G.Sato;W.Oohara;R.Hatakeyama
• 通讯作者: R.Hatakeyama

Property of Electrostatic Waves Propagating along Magnetic Field Lines in Pair Fullerene-Ion Plasma

富勒烯离子等离子体中静电波沿磁场线传播的特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of Plasma Sciences Symposium 2005/ The 22^<nd> Symposium on Plasma Processing
• 作者: K.Nishihara;A.Sasaki;T.Nishikawa;A.Sunahara;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;W.Oohara;G.Sato;W.Oohara
• 通讯作者: W.Oohara

Creation of Novel Structured Nanocarbons Base and Plasma Technology

新型结构纳米碳基底和等离子体技术的创建

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Vacuum Society of Japan 48・3
• 作者: K.Nishihara;A.Sasaki;T.Nishikawa;A.Sunahara;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama
• 通讯作者: R.Hatakeyama

Structual Control of Nanocarbon Materials by Novel Plasma Processing

通过新型等离子体处理控制纳米碳材料的结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Novel Materials Proceeding by Advanced Electromagnetic Energy Sources
• 作者: K.Nishihara;A.Sasaki;T.Nishikawa;A.Sunahara;R.Hatakeyama
• 通讯作者: R.Hatakeyama