ヘテロカーボンナノチューブおよびヘテロフラーレンの合成とその電子状態の研究

杂碳纳米管和异富勒烯的合成及其电子态研究

• 批准号: 08874023
• 负责人: 横道 治男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Toyama Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08874023/
• 关键词: カーボンナノチューブ; ホウ素置換ヘテロカーボンナノチューブ; 電子スピン共鳴; 電子状態; 電子的特性の制御; B-ドープカーボンナノチューブ; ダングリングボンド; プラズマ処理; ヘテロカーボンナノチューブ

カーボンナノチューブを構成する骨格の炭素原子の一部をホウ素や窒素に置換したヘテロカーボンナノチューブの合成を試みた。合成は、BNを含む複合炭素棒を作製し直流アーク放電法により、HeおよびN_2ガス中で行った。合成された試料を、走査型電子顕微鏡(SEM)および透過型電子顕微鏡(TEM)により考察を行った。その結果、通常のカーボンナノチューブと比較して、チューブの長さが数倍から一桁程度長い多層構造を取っていることがわかった。また、x線回折(XRD)により求めた層間距離は、通常のナノチューブとグラファイトとの中間の値を取ることがわかった。以上のことより、ホウ素置換ヘテロカーボンナノチューブ(B-C)を合成することができたと考えられる(窒素に関しては置換されているかどうか明確ではない)。そこで、ホウ素置換ナノチューブの電子状態を電子スピン共鳴(ESR)により考察を行った。その結果、これらのチューブは通常のカーボンナノチューブと比較し、金属的であることが世界で初めて示唆された。このことは、電気抵抗の温度変化によっても確かめられた。以上のことから、カーボンナノチューブの構成元素である炭素の一部を、ホウ素に置換することにより電子的特性の制御が可能であることを示唆した。以上の結果は、論文として受理されており、また、国際会議にも投稿中である。また、カーボンナノチューブの成長機構を考察することを目的として、炭素の結合を終端するような原子を含むCF_4ガス中でチューブが合成されるかどうかについても実験を行った。その結果、フッ素原子を含むガス中においてもナノチューブを合成することができた。この結果は、カーボンナノチューブの成長機構を考える上で重要であると考えられる。以上の結果は、国際会議に投稿し採択され、また、論文としても投稿中である。

A part of the carbon atom in the matrix is replaced by a part of the carbon atom in the matrix. Composite carbon rods containing BN are produced in the presence of carbon dioxide. Synthesis of samples, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) As a result, the length of a multi-layered structure is usually several times longer than that of a multi-layered structure. X-ray diffraction (XRD) is used to determine the interlayer distance. The above elements are replaced by the elements, and the elements are replaced by the elements. The electronic state of the electron resonance (ESR) is investigated. As a result, the world is full of metal. The temperature change of the electric resistance and the electric resistance are exactly the same. A part of the carbon element is replaced by a part of the electron element. The above results are accepted for international conferences. The growth mechanism of carbon atoms in CF_4 is investigated. The result is that the atom is contained in the atom. The result is that the growth mechanism is important. The above results were collected and submitted to international conferences.

项目成果

H.Yokomichi: "Morphology and Electronic Property of Carbon Nanotubes Synthesized by Arc Discharge in CF_4 Gas" 11th Int. Cont. on Supertatlice, Microstructures and Microdevices (Super lattice and Microstructures). (to be published).

H.Yokomichi：“CF_4 气体中电弧放电合成的碳纳米管的形态和电子特性”第 11 期 Int。

H.Yokomichi: "Are Boron-Doped Carbon Nanotubes Metallic?" Physica status solidi. (to be pablished).

H.Yokomichi：“掺硼碳纳米管是金属的吗？”