JPH05201715A - Metal containing carbon cluster and production thereof - Google Patents
Metal containing carbon cluster and production thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は新規な炭素化合物または
新規な金属化合物、またはそれらの製造方法に係り、例
えば、磁気ディスクまたは磁気テープなどの磁気記録媒
体および絶縁体、半導体、伝導体、または超伝導体など
に有用なエレクトロニクス材料とその製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel carbon compound or a novel metal compound, or a method for producing them, for example, a magnetic recording medium such as a magnetic disk or a magnetic tape and an insulator, a semiconductor, a conductor, or The present invention relates to an electronic material useful for a superconductor and the like and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】１９９０年にクレッチマーらにより、Ｃ
６０に代表されるような篭状で中空の炭素クラスター、
いわゆるフラーレンの大量合成法が発表（クレッチマー
エトアル．，ネイチャー（W.Kratshmer et al., Natu
re), 347 (1990) 354)されて以来、それ自身はもとより
Ｃ６０結晶の様々な物性研究がおこなわれるなど炭素ク
ラスター研究が世界的規模で活発に行われている。とり
わけヘバードらによるＣ６０薄膜にＫをドープしたＫ3
Ｃ６０が臨界温度Ｔｃ＝１８Ｋの超伝導を示したという
報告(ヘバード エト アル．，ネイチャー（A.F.Hebard
et al., Nature),350 (1991) 600)は新しい超伝導体の
発見として注目を集めた。2. Description of the Related Art Cletchmer et al.
A cage-shaped hollow carbon cluster represented by 60
So-called full-scale synthetic method of so-called fullerene (Kletschmer et al., Nature (W.Kratshmer et al., Natu
re), 347 (1990) 354), carbon cluster researches have been actively carried out on a global scale, including research on various physical properties of C60 crystals as well as on their own. Especially K 3 doped with K in C60 thin films by Hebado et al.
Report that C60 showed superconductivity at critical temperature Tc = 18K (Hebard et al., Nature (AFHebard
et al., Nature), 350 (1991) 600) attracted attention as a discovery of a new superconductor.
【０００３】その後多くの研究機関で超伝導転移温度の
高温化を目指した研究が行われ、現在ではＣｓ2ＲｂＣ6
0がＴｃ＝３３Ｋを示すまでに到っている(谷垣ら、ネイ
チャー(K.Tanigaki etal., Nature), 352 (1991) 22
2)。Since then, many research institutes have conducted research aimed at raising the superconducting transition temperature, and are now Cs 2 RbC6.
0 reaches Tc = 33K (Tanigaki et al., Nature (K. Tanigaki et al., Nature), 352 (1991) 22
2).
【０００４】またごく最近では、テトラキス(ジメチル
アミノ)エチレンとＣ60からなる有機強磁性体の合成(ア
ルマンド エト アル., サイエンス(P.M.Allemand et a
l., Science), 253 (1991) 301)や、グラファイトを筒
状にしたようなカーボンチューブの作製(飯島、ネイチ
ャー(S.Iijima, Nature), 354 (1991) 56)、また分子サ
イズの潤滑剤としての応用が考えられるフッ化フラーレ
ンＣ60Ｆ60の合成など様々な展開をみせ始めている。More recently, the synthesis of organic ferromagnets composed of tetrakis (dimethylamino) ethylene and C60 (Armand et al., Science (PM Allemand et a.
l., Science), 253 (1991) 301), and the production of graphite-like carbon tubes (Iijima, Nature, 354 (1991) 56), and molecular size lubrication. We are beginning to show various developments such as the synthesis of fluorinated fullerene C60F60, which is expected to be applied as an agent.
【０００５】このように炭素クラスター、フラーレン類
はエレクトロニクスなどの産業上の新素材として大きな
注目を集めている。以降、炭素クラスターを上記フラー
レン、カーボンチューブ類及び一般的な炭素集合体の総
称として用いる。As described above, carbon clusters and fullerenes have attracted great attention as new industrial materials such as electronics. Hereinafter, carbon clusters are used as a general term for the above fullerenes, carbon tubes, and general carbon aggregates.
【０００６】通常、炭素クラスターの大量合成に用いら
れる方法の一つは、図４に示すように、ヘリウムガス約
100Torr中でグラファイト棒を抵抗加熱法またはアーク
放電法により蒸発させて炭素クラスターを得る方法であ
る。Generally, one of the methods used for the large-scale synthesis of carbon clusters is, as shown in FIG.
It is a method of obtaining carbon clusters by evaporating a graphite rod by a resistance heating method or an arc discharge method in 100 Torr.
【０００７】一方、このような炭素クラスターはケージ
構造であるため、その中に原子、分子またはイオンを内
包させた金属内包炭素クラスターに対しても、今までに
ない新規な化合物、新素材としての大きな期待が寄せら
れている。これまでにライス大学のスモーリーらにより
Ｌａを内包した微量のＬａＣ82が得られたという報告例
(ヤン・チャイ エト アル、ジャーナル フィジカル ケミ
ストリー(Yan Chai etal., J. Phys. Chem.), 95 (199
1) 7564)がある。On the other hand, since such a carbon cluster has a cage structure, even for a metal-encapsulated carbon cluster having an atom, molecule or ion encapsulated therein, a new compound or new material which has never existed has been obtained. There are great expectations. Example of small amount of LaC82 containing La was obtained by Smalley et al. From Rice University
(Yan Chai et al., J. Phys. Chem.), 95 (199
1) There are 7564).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記の金属内包炭素ク
ラスターの作製方法は、閉じ込めようとする金属のハロ
ゲン化物を染み込ませたグラファイトをレーザーによっ
て蒸発させるレーザー蒸発法であるため、生産個数とし
ては１パルス当たり１０4から１０5個と僅かな量しか得
られず、また収集も困難な状況である。Since the above-mentioned method for producing a metal-containing carbon cluster is a laser evaporation method in which graphite impregnated with a halide of a metal to be confined is evaporated by a laser, the number of products to be produced is 1 Only a small amount of 10 4 to 10 5 per pulse can be obtained, and the collection is difficult.
【０００９】他方、あらかじめアーク放電に用いる炭素
棒の中にＬａ2Ｏ3を入れておき、通常の大量合成法と同
様に作製した場合もＬａＣ82が僅かに得られるのみであ
る。On the other hand, when La 2 O 3 is put in advance in the carbon rod used for arc discharge and is produced in the same manner as the usual mass synthesis method, only a small amount of LaC 82 is obtained.
【００１０】このように現状の方法では、得られる金属
内包クラスターも微量でかつ収集が困難であり、またグ
ラファイトに染み込ませる金属化合物の種類も限られて
いるため，任意の金属を自由に炭素クラスター内に閉じ
込めることが困難である。As described above, according to the current method, the obtained metal-encapsulated clusters are very small in amount and difficult to collect, and the kinds of metal compounds that can be impregnated into graphite are also limited. Difficult to keep inside.
【００１１】本発明の目的は、上記問題点を回避または
改善できる金属内包炭素クラスター作製方法を提案し、
かつ所望の金属元素を炭素クラスターの内部に閉じ込め
た金属内包炭素クラスターを提供することにある。An object of the present invention is to propose a method for producing metal-containing carbon clusters which can avoid or improve the above problems,
Another object is to provide a metal-containing carbon cluster in which a desired metal element is confined inside the carbon cluster.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的は、
内包させたい望みの金属元素をガス状にし、炭素クラス
ター合成中の反応系に直接吹き付けることにより達成さ
れる。The above objects of the present invention are as follows.
This can be achieved by making the desired metal element to be encapsulated into a gas and directly spraying it to the reaction system during carbon cluster synthesis.
【００１３】[0013]
【作用】上記のような本発明の方法によれば、望みの金
属元素を閉じ込めた金属内包炭素クラスターを大量に、
かつ容易に提供できる。According to the method of the present invention as described above, a large amount of metal-encapsulating carbon clusters in which desired metal elements are confined,
And can be easily provided.
【００１４】本発明では、このような通常のグラファイ
ト棒の抵抗加熱またはアーク放電中の炭素クラスター作
製の反応系に、新たに内包させたい金属元素のガスを導
き、上記反応系に吹き付けることによって、上記金属元
素が閉じ込められた炭素クラスターを容易に作製でき
る。In the present invention, a gas of a metal element to be newly included is introduced into a reaction system for producing carbon clusters during resistance heating or arc discharge of such a normal graphite rod, and the gas is sprayed onto the reaction system. A carbon cluster in which the above metal element is confined can be easily produced.
【００１５】内包させたい金属元素のガスの作製法とし
ては、例えば、金属化合物、金属錯体、または金属混合
物の電解蒸発、レーザー蒸発、スパッタリングまたは抵
抗加熱蒸発により直接金属ガスを発生させる方法などが
ある。金属化合物の例としてはカリウム・クロム酸化物
（Ｋ2ＣｒＯ4）と活性剤（Ｚｒ84%−Ａｒ16%合金）の混
合物やバリウム・アルミニウム化合物（ＢａＡｌ4）と
Ｎｉ粉末の混合物など、また金属錯体の例としては、Ｆ
ｅ(ＣＯ)5、Ｎｉ(ＣＯ)4などのようなカルボニル錯体な
どの中性の金属錯体などが好適と考えられる。また発生
させる金属蒸気は、正または負の電荷を持ったイオン状
態でも良いし、中性のものでも良い。また上記金属ガス
は、金属原子またはイオンが単離された状態が望ましい
が、いくつかの金属原子またはイオンが集まったクラス
ター状態でもよい。As a method for producing a gas of a metal element to be included, for example, there is a method of directly generating a metal gas by electrolytic evaporation, laser evaporation, sputtering or resistance heating evaporation of a metal compound, a metal complex or a metal mixture. .. Examples of the metal compound include a mixture of potassium / chromium oxide (K 2 CrO 4 ) and an activator (Zr 84% -Ar 16% alloy), a mixture of barium / aluminum compound (BaAl 4 ) and Ni powder, and a metal complex. For example, F
Neutral metal complexes such as carbonyl complexes such as e (CO) 5 , Ni (CO) 4, etc. are considered suitable. The metal vapor to be generated may be in an ionic state having a positive or negative charge, or may be neutral. The metal gas is preferably in a state in which metal atoms or ions are isolated, but may be in a cluster state in which some metal atoms or ions are collected.
【００１６】金属ガスの反応系への導入の仕方は、
（１）反応系のごく近傍で上記のような方法により金属
ガスを発生させ、反応系へ導く方法、または（２）上記
のような方法により発生させた金属ガスをテフロンまた
はステンレスなどのチューブを介して反応系まで導く方
法がある。The method of introducing the metal gas into the reaction system is as follows.
(1) A method of generating a metal gas in the vicinity of the reaction system by the above-described method and introducing it into the reaction system, or (2) a method of generating the metal gas by the above-mentioned method in a tube such as Teflon or stainless steel. There is a method of leading to the reaction system via.
【００１７】その場合、ヘリウムなどの不活性ガスをキ
ャリアーガスとしてシードしてもよいし、または電界を
印加して金属ガスの速度を調節しながら導入してもよ
い。In this case, an inert gas such as helium may be seeded as a carrier gas, or an electric field may be applied to introduce the metal gas while adjusting the speed of the metal gas.
【００１８】また以上の金属内包炭素クラスターの作製
方法に加えて、基本となる炭素クラスターとしては、Ｃ
６０に代表されるような篭状中空の炭素クラスター、い
わゆるフラーレン類でもよいし、グラファイトを筒状に
したフラーレンチューブのようなものでもよい。In addition to the above-mentioned method for producing a metal-containing carbon cluster, the basic carbon cluster is C
It may be a cage-shaped hollow carbon cluster represented by 60, so-called fullerenes, or a fullerene tube in which graphite is cylindrical.
【００１９】[0019]
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２０】〈実施例１〉金属内包炭素クラスターの作
製装置の構造を図１に示す。ステンレス鋼により作製さ
れたこの装置１の内部はヘリウムガス２で満たされ、そ
のガス圧は約100Torrを保つようしてある。その内部に
は、直流アーク放電により炭素クラスターを作製するた
めの炭素棒電極３、またその直下には、金属源４として
台形の筒状ステンレス鋼の容器にカリウム・クロム酸化
物（Ｋ2ＣｒＯ4）と活性剤（Ｚｒ84%−Ａｒ16%合金）の
混合物を充填したものを配置した。Example 1 The structure of an apparatus for producing metal-containing carbon clusters is shown in FIG. The inside of this device 1 made of stainless steel is filled with helium gas 2 and its gas pressure is kept at about 100 Torr. Inside thereof, a carbon rod electrode 3 for producing carbon clusters by direct-current arc discharge, and immediately below that, as a metal source 4, a trapezoidal cylindrical stainless steel container was provided with potassium chrome oxide (K 2 CrO 4). ) And an activator (Zr 84% -Ar 16% alloy) mixture were placed.
【００２１】まず上記金属源を約７００℃に通電加熱し
てＫ原子の蒸気を発生させ、その上部にある炭素棒電極
の接点部分にあたるようにした。次に上記Ｋ原子の蒸気
が定常的に供給されていることを確認した後に、上記炭
素棒電極に２４Ｖ，１００Ａの直流電流を約３０分間通
電し続けた。First, the metal source was electrically heated to about 700 ° C. to generate a vapor of K atoms, which was then applied to the contact portion of the carbon rod electrode above the vapor. Next, after confirming that the vapor of K atoms was constantly supplied, a direct current of 24 V, 100 A was continuously applied to the carbon rod electrode for about 30 minutes.
【００２２】反応終了後、装置内圧を大気圧に戻し、装
置内壁に付着した煤を回収した。After the reaction was completed, the internal pressure of the apparatus was returned to atmospheric pressure, and the soot adhering to the internal wall of the apparatus was recovered.
【００２３】その回収後の煤の一部をフーリエ変換イオ
ンサイクロトロン共鳴を用いた質量分析装置ＦＴ-ＩＣ
Ｒで分析したところ、ＫＣ60,ＫＣ70などの金属内包炭
素クラスターに相当する759，879amuに強いピークを確
認した。この結果より、質量分析装置内部のイオン化過
程でも壊れなかったことがわかった。A mass spectrometer FT-IC using Fourier transform ion cyclotron resonance for a part of the soot after the recovery.
When analyzed by R, strong peaks were confirmed at 759 and 879 amu corresponding to metal-encapsulated carbon clusters such as KC60 and KC70. From this result, it was found that it was not broken even in the ionization process inside the mass spectrometer.
【００２４】したがって、以上の結果より、回収後の煤
内に金属内包炭素クラスターであるＫＣ60,ＫＣ70が含
まれていることがわかった。Therefore, from the above results, it was found that the soot after the recovery contained the metal-encapsulated carbon clusters KC60 and KC70.
【００２５】〈実施例２〉実施例１同様にヘリウムガス
圧約100Torrに保たれた金属内包炭素クラスター作製装
置を用いた。金属源としてはバリウム・アルミニウム化
合物（ＢａＡｌ4）とＮｉ粉末の混合物を用い、その混
合物を充填した筒状ステンレス鋼の容器をアーク放電用
炭素棒電極の接点部分の直下に配置した。Example 2 As in Example 1, a device for producing metal-containing carbon clusters having a helium gas pressure of about 100 Torr was used. A mixture of barium-aluminum compound (BaAl 4 ) and Ni powder was used as a metal source, and a cylindrical stainless steel container filled with the mixture was placed immediately below the contact portion of the carbon rod electrode for arc discharge.
【００２６】実施例１同様、まず上記金属源を約８００
℃に通電加熱してＢａ原子の蒸気を定常的に発生させ、
その上部にある炭素棒電極の接点部分にあたるよう吹き
付けた。次に上記炭素棒電極に２４Ｖ，１００Ａの直流
電流を約３０分間通電し続けた。Similar to the first embodiment, first, about 800
The vaporization of Ba atoms is constantly generated by heating by heating to ℃,
It sprayed so that it might hit the contact part of the carbon rod electrode in the upper part. Then, a direct current of 24 V and 100 A was continuously applied to the carbon rod electrode for about 30 minutes.
【００２７】反応終了後、装置内圧を大気圧に戻し、装
置内壁に付着した煤を回収し、その煤の一部を実施例１
同様の質量分析装置ＦＴ-ＩＣＲで分析した。After the reaction was completed, the internal pressure of the apparatus was returned to atmospheric pressure, the soot adhering to the inner wall of the apparatus was recovered, and a part of the soot was used in Example 1.
It was analyzed by the same mass spectrometer FT-ICR.
【００２８】その結果、ＢａＣ60，ＢａＣ70などの金属
内包炭素クラスターに相当する857，977amuに強いピー
クを確認した。またこの結果より、質量分析装置内部の
イオン化過程でも壊れなかったことがわかった。As a result, strong peaks were confirmed at 857 and 977 amu corresponding to metal-encapsulated carbon clusters such as BaC60 and BaC70. Further, from this result, it was found that it was not broken even in the ionization process inside the mass spectrometer.
【００２９】したがって、以上の結果より、回収後の煤
内に金属内包炭素クラスターであるＢａＣ60，ＢａＣ70
が含まれていることがわかった。Therefore, from the above results, the metal-encapsulated carbon clusters BaC60 and BaC70 in the soot after recovery are obtained.
Was found to be included.
【００３０】〈実施例３〉金属内包炭素クラスターの作
製装置の構造を図２に示す。ステンレス鋼により作製さ
れたこの装置７の内部はヘリウムガス８で満たされ、そ
のガス圧は約100Torrを保つようしてある。その内部に
は、直流アーク放電により炭素クラスターを作製するた
めの炭素棒電極９が配置されている。またその炭素棒電
極の接点部分の近傍に、装置外部の金属源セル１０から
導かれている直径１００μｍのステンレスパイプ１１の
先端開口部が位置するように配置した。上記金属源セル
としては鉄カルボニルＦｅ(ＣＯ)5を充填したステンレ
ス製のセルを用いた。Example 3 The structure of an apparatus for producing metal-containing carbon clusters is shown in FIG. The inside of this device 7 made of stainless steel is filled with helium gas 8 and its gas pressure is kept at about 100 Torr. Inside thereof, a carbon rod electrode 9 for producing carbon clusters by direct current arc discharge is arranged. Further, in the vicinity of the contact portion of the carbon rod electrode, the tip opening of the stainless steel pipe 11 having a diameter of 100 μm led from the metal source cell 10 outside the apparatus was arranged. As the metal source cell, a stainless steel cell filled with iron carbonyl Fe (CO) 5 was used.
【００３１】まず装置外部の金属源セルを抵抗加熱し約
１５０℃に保つことによって、約３０分後にはＦｅ原子
の蒸気を定常的に発生させることができた。またこのＦ
ｅ原子の蒸気を上記ステンレスパイプを介して装置内部
の該パイプの先端開口部から吹き出させ、上記炭素棒電
極の接点部分にあたるようにした。First, by heating the metal source cell outside the apparatus by resistance heating and maintaining it at about 150 ° C., it was possible to steadily generate vapor of Fe atoms after about 30 minutes. Also this F
The vapor of e-atoms was blown out from the tip opening of the pipe inside the device through the stainless pipe so as to hit the contact portion of the carbon rod electrode.
【００３２】次に上記Ｆｅ原子の蒸気が定常的に供給さ
れていることを確認した後に、上記炭素棒電極に３０
Ｖ，１２０Ａの直流電流を約４０分間通電し続けた。Next, after confirming that the vapor of Fe atoms is constantly supplied, 30
A direct current of V, 120 A was continuously applied for about 40 minutes.
【００３３】反応終了後、装置内圧を大気圧に戻し、装
置内壁に付着した煤を回収し、その煤の一部を実施例１
同様の質量分析装置ＦＴ-ＩＣＲで分析した。After the reaction was completed, the internal pressure of the apparatus was returned to atmospheric pressure, the soot adhering to the inner wall of the apparatus was recovered, and a part of the soot was collected in Example 1.
It was analyzed by the same mass spectrometer FT-ICR.
【００３４】その結果、ＦｅＣ60，ＦｅＣ70などの金属
内包炭素クラスターに相当する775.9，895.9amuに強い
ピークを確認した。またその結果より、質量分析装置内
部のイオン化過程でも壊れなかったことがわかった。As a result, strong peaks were confirmed at 775.9 and 895.9 amu, which correspond to metal-containing carbon clusters such as FeC60 and FeC70. The results also showed that it was not broken even during the ionization process inside the mass spectrometer.
【００３５】したがって、以上の結果より、回収後の煤
内に金属内包炭素クラスターであるＦｅＣ60，ＦｅＣ70
が含まれていることがわかった。Therefore, from the above results, FeC60 and FeC70 which are metal-encapsulated carbon clusters in the soot after recovery
Was found to be included.
【００３６】〈実施例４〉実施例３同様のヘリウムガス
圧約100Torrに保たれた金属内包炭素クラスター作製装
置を用いた。金属源としてはニッケルカルボニル錯体Ｎ
ｉ(ＣＯ)4を用いた。<Embodiment 4> The same metal-encapsulating carbon cluster production apparatus as in Embodiment 3 in which the helium gas pressure was maintained at about 100 Torr was used. Nickel carbonyl complex N as a metal source
i (CO) 4 was used.
【００３７】まず装置外部の金属源セルを抵抗加熱し約
２００℃に保つことによって、約３０分後にはＮｉ原子
の蒸気を定常的に発生させることができた。またこのＮ
ｉ原子の蒸気を上記ステンレスパイプを介して装置内部
の該パイプの先端開口部から吹き出させ、上記炭素棒電
極の接点部分にあたるようにした。First, by resistance heating the metal source cell outside the apparatus and maintaining it at about 200 ° C., it was possible to steadily generate vapor of Ni atoms after about 30 minutes. Also this N
The vapor of i atom was blown out from the tip opening of the pipe inside the device through the stainless pipe so as to hit the contact portion of the carbon rod electrode.
【００３８】次に上記Ｎｉ原子の蒸気が定常的に供給さ
れていることを確認した後に、上記炭素棒電極に３０
Ｖ，１００Ａの直流電流を約３０分間通電し続けた。反
応終了後、装置内圧を大気圧に戻し、装置内壁に付着し
た煤を回収し、その煤の一部を実施例１同様の質量分析
装置ＦＴ-ＩＣＲで分析した。Next, after confirming that the vapor of the Ni atoms is constantly supplied, the carbon rod electrode is cooled to 30%.
A direct current of V, 100 A was continuously applied for about 30 minutes. After the reaction was completed, the internal pressure of the apparatus was returned to atmospheric pressure, the soot attached to the internal wall of the apparatus was recovered, and a part of the soot was analyzed by the mass spectrometer FT-ICR similar to that of Example 1.
【００３９】その結果、ＮｉＣ60，ＮｉＣ70などの金属
内包炭素クラスターに相当する778.7，898.7amuに強い
ピークを確認した。またその結果より、質量分析装置内
部のイオン化過程でも壊れなかったことがわかった。As a result, strong peaks were confirmed at 778.7 and 898.7 amu corresponding to metal-encapsulated carbon clusters such as NiC60 and NiC70. The results also showed that it was not broken even during the ionization process inside the mass spectrometer.
【００４０】したがって、以上の結果より、回収後の煤
内に金属内包炭素クラスターであるＮｉＣ60，ＮｉＣ70
が含まれていることがわかった。Therefore, from the above results, NiC60 and NiC70 which are metal-encapsulated carbon clusters in the soot after recovery
Was found to be included.
【００４１】〈実施例５〉実施例３同様の金属内包炭素
クラスターの作製装置を用い、その内部の炭素棒電極お
よび装置外部の金属源から導かれているステンレスパイ
プの配置は実施例３の装置と同じにした。しかしこの装
置の内部は実施例３とは異なり、約10−6Torrの真空状
態に保った状態で行った。上記金属源としては実施例３
同様鉄カルボニルＦｅ(ＣＯ)5を充填したステンレス製
のセルを用いた。Example 5 Using the same apparatus for producing a metal-encapsulated carbon cluster as in Example 3, the carbon rod electrode inside the apparatus and the stainless steel pipe guided from the metal source outside the apparatus are arranged in the apparatus of Example 3. Same as. However the interior of the device is different from Example 3 was carried out while maintaining the vacuum state of about 10- 6 Torr. Example 3 was used as the metal source.
Similarly, a stainless steel cell filled with iron carbonyl Fe (CO) 5 was used.
【００４２】またその金属源セルの約１５０℃抵抗加熱
によって発生したＦｅ原子の蒸気は約200Torrのヘリウ
ムガスでシードされ、上記ステンレスパイプを介して装
置内部の該パイプの先端開口部から、上記炭素棒電極の
接点部分にあたるように吹き出させた。加熱約３０分後
にはヘリウムガスに混合されたＦｅ原子の蒸気が定常的
に上記炭素棒電極の接点部分に供給されていることを確
認した後に、上記炭素棒電極に３０Ｖ，１００Ａの直流
電流を約４０分間通電し続けた。反応終了後、装置内圧
を大気圧に戻し、装置内壁に付着した煤を回収し、その
煤の一部を実施例１同様の質量分析装置ＦＴ-ＩＣＲで
分析した。Further, the vapor of Fe atoms generated by resistance heating of the metal source cell at about 150 ° C. is seeded with helium gas of about 200 Torr, and is passed through the stainless pipe from the tip opening of the pipe inside the apparatus to the carbon It was blown out so as to hit the contact portion of the rod electrode. After heating for about 30 minutes, it was confirmed that the vapor of Fe atoms mixed with helium gas was constantly supplied to the contact portion of the carbon rod electrode, and then a direct current of 30V, 100A was applied to the carbon rod electrode. The power was kept on for about 40 minutes. After the reaction was completed, the internal pressure of the apparatus was returned to atmospheric pressure, the soot attached to the internal wall of the apparatus was recovered, and a part of the soot was analyzed by the mass spectrometer FT-ICR similar to that of Example 1.
【００４３】その結果、ＦｅＣ60，ＦｅＣ70などの金属
内包炭素クラスターに相当する775.9，895.9amuに強い
ピークを確認し、実施例３同様の結果を得た。As a result, strong peaks were confirmed at 775.9 and 895.9 amu corresponding to metal-encapsulating carbon clusters such as FeC60 and FeC70, and the same results as in Example 3 were obtained.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、炭素クラスター内に閉
じ込めたい金属元素をガス状にし、上記炭素クラスター
合成中の反応系に直接吹き付けることにより、所望の金
属元素を内包した金属内包炭素クラスターを容易に、か
つ多量に作成することができる。According to the present invention, a metal-encapsulated carbon cluster containing a desired metal element is obtained by gasifying the metal element to be confined in the carbon cluster and directly spraying it to the reaction system during the carbon cluster synthesis. It can be created easily and in large quantities.
【図１】実施例１で金属内包炭素クラスターを作製する
ために用いた装置の構造図。FIG. 1 is a structural diagram of an apparatus used for producing a metal-containing carbon cluster in Example 1.
【図２】実施例３で金属内包炭素クラスターを作製する
ために用いた装置の構造図。FIG. 2 is a structural diagram of an apparatus used for producing metal-containing carbon clusters in Example 3.
【図３】実施例５で金属内包炭素クラスターを作製する
ために用いた装置の構造図。FIG. 3 is a structural diagram of an apparatus used for producing a metal-containing carbon cluster in Example 5.
【図４】炭素クラスターを作製するために用いる従来装
置の構造図。FIG. 4 is a structural diagram of a conventional apparatus used for producing carbon clusters.
１、７、１３、１９…ステンレス鋼で作られた作製装置
容器、２、８、２０…一定圧のヘリウムガス雰囲気を保
持するために用いた循環口、３、９、１４、２１…炭素
クラスターを作製するための炭素棒電極、４…金属原子
蒸気を作製するための金属源、５…金属源を抵抗加熱す
るための電源、６、１２、１７、２２…炭素棒電極をア
ーク放電させるための直流電源、１０、１５…金属原子
蒸気を作製するための金属源セル、１１、１６…金属原
子蒸気を装置内に導入するステンレスパイプ、１８…真
空排気系。1, 7, 13, 19 ... Manufacturing apparatus container made of stainless steel, 2, 8, 20 ... Circulation port used to maintain a constant pressure helium gas atmosphere, 3, 9, 14, 21 ... Carbon cluster For producing a carbon rod electrode, 4 ... a metal source for producing a metal atom vapor, 5 ... a power source for resistance heating the metal source, 6, 12, 17, 22 ... for causing an arc discharge of the carbon rod electrode DC power source, 10, 15 ... Metal source cell for producing metal atom vapor, 11, 16 ... Stainless pipe for introducing metal atom vapor into the apparatus, 18 ... Vacuum exhaust system.
フロントページの続き (72)発明者 梶山 博司 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Kajiyama 2520 Akanuma, Hatoyama-cho, Hiki-gun, Saitama Stock company Hitachi Research Laboratory
Claims (16)
なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包炭素クラ
スター。1. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one type of typical metal element inside the carbon cluster.
なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包炭素クラ
スター。2. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one transition metal element inside the carbon cluster.
遷移金属元素をそれぞれ少なくとも一種類づつ含むこと
を特徴とする金属内包炭素クラスター。3. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one type of typical metal element and at least one type of transition metal element inside the carbon cluster.
を少なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包炭素
クラスター。4. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one alkali metal element inside the carbon cluster.
元素を少なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包
炭素クラスター。5. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one alkaline earth metal element inside the carbon cluster.
少なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包炭素ク
ラスター。6. A metal-encapsulated carbon cluster containing at least one metal element of Group 8 inside the carbon cluster.
少なくとも一種類含むことを特徴とする金属内包炭素ク
ラスター。7. A metal-encapsulated carbon cluster comprising at least one rare earth metal element inside the carbon cluster.
または金属酸化物または金属硫化物を少なくとも一種類
含むことを特徴とする金属内包炭素クラスター。8. A metal-encapsulated carbon cluster comprising at least one kind of metal halide, metal oxide or metal sulfide inside the carbon cluster.
ることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の
金属内包炭素クラスター。9. The metal-encapsulated carbon cluster according to claim 1, wherein the molecular formula of the carbon cluster is represented by Cn.
０，７０，７６，７８，８２，８４，９０または９６）
で記述されることを特徴とする請求項９記載の金属内包
炭素クラスター。10. The molecular formula of carbon cluster is Cn (n = 6).
0, 70, 76, 78, 82, 84, 90 or 96)
10. The metal-encapsulated carbon cluster according to claim 9, characterized in that
れ、かつその形状が筒状の構造からなることを特徴とす
る請求項９記載の金属内包炭素クラスター。11. The metal-encapsulated carbon cluster according to claim 9, wherein the molecular formula of the carbon cluster is described by Cn, and the shape is a cylindrical structure.
元素を吹き付ける方法により作成されることを特徴とす
る請求項１から１１のいずれかに記載の金属内包炭素ク
ラスターの作製方法。12. The method for producing a metal-containing carbon cluster according to claim 1, which is produced by a method of spraying a gaseous metal element during the production of the carbon cluster.
たはアーク放電であることを特徴とする請求項１２記載
の金属内包炭素クラスターの作製方法。13. The method for producing a metal-encapsulated carbon cluster according to claim 12, wherein the carbon rod is resistance-heated or arc-discharged in a rare gas atmosphere.
上記金属元素の錯体を抵抗加熱により気化または昇華さ
せて行うことを特徴とする上記請求項１２または１３記
載の金属内包炭素クラスターの作製方法。14. A method of spraying a gaseous metal element,
The method for producing a metal-encapsulated carbon cluster according to claim 12 or 13, wherein the complex of the metal element is vaporized or sublimated by resistance heating.
はアコ錯体であることを特徴とする請求項１４記載の金
属内包炭素クラスターの作製方法。15. The method for producing a metal-encapsulated carbon cluster according to claim 14, wherein the metal element complex is a carbonyl complex or an aco complex.
法によって作製されたことを特徴とする金属内包炭素ク
ラスター。16. A metal-encapsulated carbon cluster produced by the method according to any one of claims 12 to 15.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012817A JPH05201715A (en) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Metal containing carbon cluster and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012817A JPH05201715A (en) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Metal containing carbon cluster and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05201715A true JPH05201715A (en) | 1993-08-10 |
Family
ID=11815942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4012817A Pending JPH05201715A (en) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Metal containing carbon cluster and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05201715A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07187632A (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Nec Corp | Method for synthesizing embracing fullerene and device therefor |
| WO2002070406A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Sony Corporation | Device and method for manufacture of carbonaceous material |
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| CN100376476C (en) * | 2003-10-18 | 2008-03-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Equipment and prepn process of embedding carbon nanotube into metal |
| JP2012208441A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Powdertech Co Ltd | Resin-coated carrier for electrophotographic developer, and electrophotographic developer |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4012817A patent/JPH05201715A/en active Pending
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