環状炭素クラスターの分光研究

环状碳簇的光谱研究

基本信息

批准号：
08740460
负责人：
若林知成
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、単環構造の炭素クラスターの振電状態の解明、および、炭素数30〜50付近の炭素クラスターの幾何構造の決定を二つの大きな柱として研究を進めてきた。単環構造の炭素クラスターの振動構造が、その一部ではあるが負イオン光電子分光によりはじめて明らかになったことは大きな前進であった。特に、電子脱離によって励起されるの振動モードの種類が4の倍数のリングと4n+2のリングで大きく異なることの発見は、炭素数の違いによる結合交替の有無を端的に示すものであった。また、16員環骨格をもつ有機化合物の熱分解では、炭素クラスター負イオンC_<16>-だけでなく、2量体の負イオンC_<32>-も生成するが、その光電子スペクトルが別の方法で生成した単環構造のC_<32>-のものとは明らかに異なることから、この2量体が単環構造以外の異性体であることが示唆された。炭素数30付近のクラスターはフラーレンやナノチューブにみられるネットワーク構造の安定性や生成機構を考えるうえで重要とされており、ネットワーク構造の制御という観点からも、今後さらに研究を進める必要がある。本年度の成果の一つに、単環状炭素クラスターC_<10>-の特異的生成の発見がある。代表者らが開発した二重レーザーアブレーション質量分析法は、従来検出の難しかった中性フラグメントの検出を可能にした。その結果、炭素数10〜20程度の単環構造の中性フラグメントが、炭素数200程度の中性クラスターの熱分解の過程で多量に放出されることを見い出した。この結果は低温マトリックス単離分光法を用いた今後の研究に方法論的な変革をもたらすばかりでなく、炭表クラスターの生成メカニズムを探るうえでの重要な手がかりを与えるものである。

在这项研究中，我们对两个主要支柱进行了研究：阐明单核碳簇的振动状态，并确定30-50碳原子约30-50个碳簇的几何结构。单核碳簇的振动结构仅通过负离子光电光谱显而易见，这是一个重大的进步。特别是，在倍数之间，由电子解吸激发的振动模式的类型在4和4N+2环之间显着差异，这仅表明键是否由于碳数的差异而发生。此外，具有16元环骨架的有机化合物的热解不仅产生碳簇负离子C_ <16> - ，而且还会产生二聚体负离子C_ <32> - ，而光电谱与C_ <32> - 具有单核结构相比，光电频谱与C_ <32> - 在另一个方法中是一种mon的结构。碳数量为30个大约30个的簇在考虑富勒烯和纳米管中网络结构的稳定性和生成机制方面被认为很重要，从来可以从控制网络结构的角度进行进一步的研究。今年的结果之一是发现单核碳簇C_ <10> - 的特定产生。代表开发的双激光消融质谱法实现了中性片段，这些片段过去很难检测到。结果，发现在大约200个碳原子的中性簇的热解中，大量释放了约10至20个碳原子的单核细胞结构的中性片段。结果不仅使用冷基质隔离光谱学提供了未来研究的方法论变化，而且还为探索生成煤层簇的机制提供了重要的线索。