ウラン・トリウムを内包したアクチノイド金属フラーレンの電子状態に関する研究

含铀钍锕系金属富勒烯电子态研究

• 批准号: 16750053
• 负责人: 秋山 和彦
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 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-16750053/
• 关键词: フラーレン; 金属内包フラーレン; アクチノイド元素; ウラン; XAFS; EXAFS

申請者はこれまでにウラン(U)、トリウム(Th)金属フラーレンの単離に成功している。これらの金属フラーレンの性質についてさらなる理解を深めるために、これら金属フラーレンの電子状態を実験的に調べることは必要不可欠である。本研究ではM殻XA:FSや共鳴光電子分光法といった放射光を用いた分光法によりUやThの金属フラーレンの電子状態について明らかにすることを目的とする。これに先立ち、本年度はウラン金属フラーレンU@_C82についてHPLC分離法による単離を行い、高エネルギー加速器研究機構(KE:K)においてU L_<III>吸収端EXAFS測定を行い、内包U原子の局所構造を調べた。EXAFS測定より得られたU@_C82の動径分布関数は2.08,3.15,4.08Å(移送シフトの補正は行っていない)に特徴的なピークを持っていることがわかった。これらのピークはFEFFによるモデルシミュレーションの結果、それぞれU原子の第1、第2、第3近接炭素原子に帰属され、最近接炭素原子数は6であることがわかった。このシミュレーション結果から明らかになったU-C距離、配位数の関係から、U原子はC82ケージのC2分子軸上に存在しており、6員環上に局在しているものと推測される。U@_C82と同じケージ構造を持ち、内包金属イオンの大きさもほぼ同程度(およそ1.16Å)であるLa@C_82では内包La原子は非局在化していることが報告されている。本研究で明らかになったU原子の局在化の原因は内殻電子数や原子質量などにより生ずると考えられる。

申请人已成功地分离出铀（U）和th（Th）金属富勒烯。为了进一步了解这些金属富勒烯的特性，必须实验研究这些金属富勒烯的电子状态。这项研究旨在使用光谱辐射（例如M-shell Xa：fs：fs和resonance光电子光谱法）通过光谱阐明U和TH的金属富勒烯的电子状态。在此之前，今年通过HPLC分离方法分离了铀金属富勒烯U@_c82，并在日本高能加速器研究所（KE：K）进行了U L_ <iii>吸收边缘EXAF的测量值，以检查封装U Atom的局部结构。发现从EXAF测量获得的U@_C82的径向分布函数的特征峰为2.08、3.15和4.08Å（未进行转移移位校正）。 Model simulations using FEFF revealed that these peaks were assigned to the first, second and third adjacent carbon atoms of the U atom, respectively, with the number of closest carbon atoms being 6. Based on the relationship between U-C distance and coordination number revealed from this simulation result, it is estimated that U atoms exist on the C2 molecular axis of the C82 cage and are localized on the six-membered ring.据报道，在la@c_82中，内挥发性la原子被定位，该原子具有与u@_c82相同的笼子结构，并且与内聚糖金属离子（约1.16Å）的大小大致相同。据认为，本研究所揭示的U原子定位的原因是由于内部电子和原子质量的数量。