ナノグラファイトの作成とその電子構造評価

纳米石墨的制备及其电子结构的评估

• 批准号: 01F00257
• 负责人: 榎 敏明
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00257/
• 关键词: ナノ粒子; 界面現象; 量子サイズ効果; 電荷移動錯体; 電子構造自己組織化膜; TTF; 単層グラファイト

アルカンチオール及びTTF置換アルカンチオールの自己組織化膜を有する白金ナノ粒子の作成と電子、磁気物性の解析を行った。オクタデカンチオール(C_<18>H_<37>SH)膜を有する白金ナノ粒子については、0から100%の表面被服率の増加に伴って粒径が2.2から0.9nmへと減少することが明らかとなった。温度に依存しないパウリスピン常磁性は粒径の減少に伴って減少し、量子サイズ効果により説明できることが明らかとなった。低温ではキュリースピンが被服のない白金ナノ粒子に比べて一桁大きく、各粒子が0か1個のスピンを有する値となり、偶数電子系である白金の電子状態と一見矛盾する結果となった。X線光電子分光スペクトルからは、白金の原子価は正の値を持ち、ナノ粒子が電子不足状態にあることが示唆される。これらのことから、アルカンチオールで被覆された白金ナノ粒子においては、粒子内部からチオール側に電荷移動が起こり、結果として偶数電子系からのずれが生じているものと思われる。ESRでは、被服率の増加に伴って、線幅とg値の増加が観測された。このことは、被服率の増加により、スピン-軌道相互作用が大きく増加することを示唆している。白金ナノ粒子では、アルカンチオールとの界面において不連続なポテンシャルの変化が存在する。このとき、フェルミ準位付近のナノ粒子の波動関数は界面付近に染み出し、スピン-軌道相互作用が増大するものと思われる。このように自己組織化膜を有する白金ナノ粒子には、量子サイズ効果に加え、界面での電子状態変化が大きく電子物性に影響することが明らかとなった。白金ナノ粒子上へのTTF置換基を有するアミノプロピルチオールの自己組織化膜の形成も試みた。さらに、これに臭素を加え、界面での電荷移動錯体の形成も試みた。現在、磁化率、ESR、電子顕微鏡観察により、構造と電子状態の相関を解明している。また、白金ナノ粒子表面の自己組織化膜を800℃で熱分解してグラファイト化することを試みた。その結果、負の磁化率が観測され、白金ナノ粒子表面にグラファイトが形成されることが示唆された。現在、再現性と物性の詳細を調べている。

制备具有烷烃和TTF取代的烷烃的自组装膜的铂纳米颗粒以及对电子和磁性的分析的制备。对于铂纳米颗粒，具有八烷醇（C_ <18> H__ <37> SH）膜，已显示粒径从2.2降低到0.9 nm，表面覆盖率增加到0至100％。据揭示，与温度无关的paurispin promagnetism随着粒径的减少而降低，可以通过量子大小效应来解释。在低温下，Curie自旋比没有衣服的铂纳米颗粒的数量级大，并且每个粒子的值为0或1个自旋，导致与铂金的电子状态（一个均匀的电子系统）看似矛盾。 X射线光电子光谱表明铂价具有正值，表明纳米颗粒处于电子缺陷状态。从这些原因中，人们相信，在含有烷烃的铂纳米颗粒中，电荷转移从颗粒内部到硫醇侧发生，从而导致偏离偶数的电子系统。在ESR中，观察到线宽和G值的增加，覆盖率增加。这表明在自旋轨道相互作用中，覆盖率增加显着增加。在铂纳米颗粒中，与烷硫醇的界面处的电势发生了不连续的变化。目前，费米水平附近的纳米颗粒的波函数将渗入界面附近，并且自旋轨道相互作用将增加。已经发现，除了量子大小效应外，界面处的电子状态的变化极大地影响了具有自组装膜的铂纳米颗粒的电子特性。我们还尝试在铂纳米颗粒上形成具有TTF取代基的氨基丙基硫醇的自组装膜。此外，将溴添加到此处以形成界面的电荷转移复合物。当前，通过磁敏感性，ESR和电子显微镜观察来阐明结构与电子状态之间的相关性。此外，我们试图将800°C的铂纳米颗粒表面上的自组装膜燃烧起来，以将其转化为石墨化。结果，观察到负磁敏感性，表明石墨是在铂纳米颗粒表面形成的。目前，我们正在研究可重复性和物理特性的细节。