炭素材料を用いた新規ホスト-ゲスト系の開拓と新物性発現

使用碳材料开发新的主客体系统并开发新的物理性能

• 批准号: 11124212
• 负责人: 榎 敏明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124212/
• 关键词: トンネル顕微鏡; ラマン散乱; レーザーアブレ-ション; Sp^2; sp^3混合炭素; ナノダイヤモンド

(1)種々の条件で最表面をフッ素化したグラファイトのフッ素誘起sp^3欠陥の構造と電子状態をトンネル顕微鏡及びラマン散乱の実験により調べた。この結果、sp^3欠陥においては、フェルミ準位付近の状態密度がフッ素との共有結合の結果減少することが明らかとなった。また、ラマン散乱の結果、sp^3欠陥周辺では、π共役系の乱れが存在することが明らかとなった。(2)レーザーアブレーション法により、種々の組成のsp^2/sp^3混合炭素系を作成し、その構造と電子状態を調べた。ラマン測定の結果、sp^3が大部分を占める系においては、sp^3とsp^2構造が原子レベルで均一に分布し、sp^2組成が増加するとsp^2の島状構造が形成されることが明らかになった。また、電気伝導度、熱起電力測定より、sp^3を多く含む系では、可変長ホッピング伝導で記述される電子輸送現象を示すAnderson絶縁体状態であり、sp^2構造の増加により帯電効果が重要な役割を果たす。sp^2の更に多い系では乱雑金属的状態になることが明らかとなった。(3)単一のナノダイヤモンド粒子を水を分散媒として用い電気泳動法により、グラファイト或いはシリコン単結晶基板上に取り出す技術を開発した。この技術を用い、単一粒子を走査電顕及び原子間力顕微鏡により観察し、その構造を明らかにした。また、ナノダイヤモンド表面をフッ素化した粒子についても表面活性剤の存在下で同様な実験を行い、ナノ粒子を単離できることが明らかとなった。

(1)利用隧道显微镜和拉曼散射实验，研究了最外表面氟化石墨中氟引起的sp^3缺陷的结构和电子态。结果表明，在 sp^3 缺陷中，费米能级附近的态密度由于与氟的共价键合而降低。此外，拉曼散射表明 sp^3 缺陷周围存在 π 共轭系统无序。 (2)采用激光烧蚀法制备了不同组成的Sp^2/sp^3混合碳体系，并对其结构和电子态进行了研究。拉曼测量结果显示，在sp^3占多数的体系中，sp^3和sp^2结构在原子水平上均匀分布，并且随着sp^2成分的增加，出现岛状结构sp^2 已经形成。此外，电导率和热电动势测量表明，含有大量sp^3的系统处于安德森绝缘体状态，表现出可变长度跳跃传导描述的电子传输现象，并且sp^2结构的增加导致起到充电作用。很明显，具有更多 sp^2 的系统会变成无序金属态。 (3)我们开发了一种使用水作为分散介质通过电泳将单个纳米金刚石颗粒提取到石墨或硅单晶基底上的技术。利用这种技术，我们使用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察了单个粒子，并阐明了它们的结构。此外，在表面活性剂存在下对具有氟化纳米金刚石表面的颗粒进行了类似的实验，并且很明显可以分离纳米颗粒。

项目成果

Yoshiyuki Shibayama: "^<129>I Mossbauer Effect of Iodine Adsorbed in Activated Carbon Fibers"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (In press).

Yoshiyuki Shibayama：“^<129>I 活性碳纤维中吸附的碘的穆斯堡尔效应”Mol。

Yoshiyuki Shibayama: "Novel Electronic Properties of a Nano-Graphite Disorderd Network and Their Iodine Doping Effects"J. Phys. Soc. Jpn. 69 (In press). (2000)

Yoshiyuki Shibayama：“纳米石墨无序网络的新电子特性及其碘掺杂效应”J。

Toshiaki Enoki: "Nano-Graphite and its Interaction Compounds"Proceedings of 4th Biennial International Workshop in Russia, Fullerenes and Atomic Clusters, St. Petersburg. (1999)

Toshiaki Enoki：“纳米石墨及其相互作用化合物”俄罗斯第四届两年一度的国际研讨会论文集，富勒烯和原子团簇，圣彼得堡。

B.L.V Prasad: "Nano-Graphite and Their Pottasium Intercalated Compounds : Structural and Electronic Properties"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (In press).

B.L.V Prasad：“纳米石墨及其钾插层化合物：结构和电子特性”Mol。

I. Matthews: "Localized Spins in Partially Carbonized Polyparaphenylene"Phys. Rev.. B60. 4749-4757 (1999)

I. Matthews：“部分碳化聚对苯撑中的局部自旋”Phys。