WO2007057994A1

WO2007057994A1 - 誘導フラーレン生成装置及び生成方法

Info

Publication number: WO2007057994A1
Application number: PCT/JP2006/307241
Authority: WO
Inventors: Rikizo Hatakeyama; Toshiro Kaneko; Takamichi Hirata; Genta Sato; Yasuhiko Kasama; Kenji Omote
Original assignee: Ideal Star Inc.; Japan Science And Technology Agency
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-05-24

Abstract

　簡単な操作で、化学修飾フラーレン、ヘテロフラーレン、内包フラーレンのいずれかを選択して生成できる装置及び方法を提供する。　マイクロ波導入口１０１から、例えば磁力線の回りで回転運動している電子に共鳴する2.45GHzのマイクロ波を導入すると共に、誘導対象物導入口１１０から窒素ガスを導入する。そして高密度プラズマ流発生室１０２で窒素イオンN+から成るプラズマ流を形成する。このプラズマ流中に、フラーレン昇華オーブン１０６からフラーレンを導入する。フラーレン昇華オーブン１０６の下流側には電位体１０５を配置している。この電位体に供給する電圧を制御することにより、ヘテロフラーレンC60-XNX又は内包フラーレンN@C60を選択的に生成する。或いは両方の誘導フラーレンを生成して、中空のフラーレンが未反応のまま電位体に堆積する量を少なくする。両方の誘導フラーレンを生成した後は、化学処理等を施していずれか一方の誘導フラーレンを抽出して、その含有率を高めるようにしてもよい。

Description

明細書

誘導フラーレン生成装置及び生成方法

技術分野

[0001] 本発明は、超伝導材料、非線型光学材料、量子コンピュータなどへの応用が期待されるヘテロフラーレン、内包フラーレンなどの誘導フラーレンの生成装置及び生成方法に関する。特に誘導対象物力も成るプラズマ流をフラーレンに照射するときのェネルギーを調整することにより、目的とする誘導フラーレンを高収率に生成しょうとするものである。

背景技術

[0002] 本出願人は、以下の方法で炭素原子の一部が窒素原子に置換したヘテロフラーレン C Nを生成していた。すなわち、窒素ガスカゝらプラズマ流を形成し、そのプラズ

60-X X

マ流中にフラーレンを昇華させる。プラズマ流の末端には、該プラズマ流を囲むように円筒を配置する。この円筒に、ヘテロフラーレンを含む煤状物質が堆積する。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] この方法よればへテロフラーレンと一緒に窒素原子内包フラーレン N@C も生成さ

60 れるが、その含有率は極めて低くなつている。すなわち、内包フラーレンの大量生産には向かないという問題がある。

本発明は、簡単な操作でィ匕学修飾フラーレン、ヘテロフラーレン、内包フラーレンの!、ずれかを選択して生成できる装置及び方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0004] 本発明（1)は、誘導対象物をイオンィ匕してプラズマ流を発生するプラズマ流発生部と、該プラズマ流にフラーレンを導入するフラーレン導入部と、該フラーレンが導入部の下流側に配置され、プラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御する電位体とを有することを特徴とする誘導フラーレン生成装置である。

本発明（2)は、前記フラーレン導入部の上流側にグリッドを有することを特徴とする本発明（1)の誘導フラーレン生成装置である。本発明（3)は、前記電位体がカップ型であり、開口部がプラズマ流に向けて配置されることを特徴とする本発明（1)又は（2)の誘導フラーレン生成装置である。

本発明（4)は、前記誘導対象物が窒素ガスであり、窒素原子置換へテロフラーレン、窒素原子内包フラーレン、又は窒素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（1)乃至（3)の、ずれか 1つの誘導フラーレン生成装置である。

[0005] 本発明（5)は、シース電位差が 10〜50V又は 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレン力成る煤状物質、又は主に窒素原子内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（4)の誘導フラーレン生成装置である。

本発明（6)は、シース電位差が 10〜50V、 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に交互に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレンと窒素原子内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明 (4)の誘導フラーレン生成装置である。

本発明（7)は、前記プラズマ流発生部が電子サイクロトロン共鳴によるマイクロ波プラズマ流発生部、 RF放電によるプラズマ流発生部、又はへリコン波によるプラズマ流発生部であることを特徴とする本発明（5)又は (6)の誘導フラーレン生成装置である本発明（8)は、前記グリッドに- 6〜- 8Vの電圧を印加することを特徴とする本発明（ 4)乃至（7)の、ずれか 1つの誘導フラーレン生成装置である。

[0006] 本発明（9)は、前記誘導対象物が水素ガスであり、水素化フラーレン、水素原子内包フラーレン、又は水素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（1)乃至（3)の、ずれ力 1つの誘導フラーレン生成装置である。

本発明（10)は、前記誘導対象物がハロゲンガスであり、ハロゲンィ匕フラーレン又はハロゲン内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（1)乃至（3)の!、ずれ力 1つの誘導フラーレン生成装置である。

[0007] 本発明（11)は、誘導対象物をイオンィ匕してプラズマ流を発生する工程と、該プラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御しながら、フラーレンを導人する工程とを有することを特徴とする誘導フラーレン生成方法である。

本発明（12)は、前記プラズマ流の密度を制御する工程を有することを特徴とする本発明（11)の誘導フラーレン生成方法である。

本発明（13)は、前記誘導対象物が窒素ガスであり、窒素原子置換へテロフラーレン、窒素原子内包フラーレン、又は窒素分子内包フラーレン力も成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（11)又は（12)の誘導フラーレン生成方法である。

[0008] 本発明（14)は、フラーレンを導入したプラズマ流の下流に電位体を配置し、該電位体に電圧を供給することによりプラズマ流中のイオン化された誘導対象物のエネルギーを制御することを特徴とする本発明（13)の誘導フラーレン生成方法である。本発明（15)は、シース電位差が 10〜50V又は 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレン力成る煤状物質、又は主に窒素原子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（14) の誘導フラーレン生成方法である。

本発明（16)は、シース電位差が 10〜50V、 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に交互に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレンと窒素原子内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（14)の誘導フラーレン生成方法である。

[0009] 本発明（17)は、前記誘導対象物が水素ガスであり、水素化フラーレン、水素原子内包フラーレン、又は水素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（11)又は（12)の誘導フラーレン生成方法である。

本発明（18)は、前記誘導対象物がハロゲンガスであり、ハロゲンィ匕フラーレン又はノ、ロゲン内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする本発明（11) 又は（12)の誘導フラーレン生成方法である。

発明の効果

[0010] 本発明（1)によれば、イオンィ匕された誘導対象物とフラーレンとを含むプラズマ流が形成される。電位体に供給する電圧を調整することにより、プラズマ流中のイオン化された誘導対象物の、電位体への照射エネルギーを制御できる。すなわち、電位体に堆積してヽるフラーレン、及び電位体近傍を移動してヽるフラーレンへの誘導対象物の衝突エネルギーを制御することができる。このことにより、化学修飾フラーレン、へテロフラーレン、内包フラーレンのいずれか一つ、或いは複数を優先的に選択して生成することができる。これらの誘導フラーレンを含む煤状物質は、電位体等に堆積する。

[0011] 本発明（2)によれば、グリッドに供給する電圧を調整することにより、プラズマ流の密度を制御することができる。すなわち、目的とする誘導フラーレンの形成効率が最適になるように、グリッドに供給する電圧を調整できる。

[0012] 本発明（3)によれば、中空のフラーレン、生成された誘導フラーレン等が電位体内面のある部分に衝突して反射しても、電位体の他の部分に堆積し、それらの回収が容易になる。

[0013] 本発明（4)〜（10)のように、本発明による誘導フラーレン生成装置により、様々な誘導フラーレンを生成することができる。

[0014] 本発明（6)によれば、中空のフラーレンが窒素ガスと反応しな、で電位体に堆積する量を少なくすることができる。中空のフラーレン C と内包フラーレン N@C はトノレエ

60 60

ンに溶けやすぐヘテロフラーレン C Nは溶けにくい性質を有する。本発明では、

60-X X

主にへテロフラーレン C Nが生成されるシース電位差が 10〜50Vとなる負の電圧と

60

、主に内包フラーレン N@C が生成されるシース電位差が 50〜500Vとなる負の電圧

60

を、電位体に交互に供給する。そのことにより、中空のフラーレンが未反応のまま堆積するのを、少なくすることができる。その後、電位体に堆積した煤状物質を、トルェンに入れて超音波撹拌する。このとき、内包フラーレン N@C 力トルエンに溶け、へテ

60

口フラーレン C Nが残渣として残るので、内包フラーレンの生成効率を向上させるこ

60

とがでさる。

[0015] 本発明（7)によれば、高密度のプラズマ流が得られる。高密度プラズマ流中では、窒素分子 Nとそのイオン N +が単離して単原子イオン N+となり、窒素原子内包フラーレ

2 2

ン N@C を生成することができる。

60

[0016] 本発明（8)によれば、密度を減少させることなくプラズマ流を発生できる。本発明（6 )と組み合わせることにより、窒素原子内包フラーレン N@C の生成率を向上させるこ

60

とがでさる。 [0017] 本発明（11)によれば、イオンィ匕された誘導対象物とフラーレンとを含むプラズマ流が形成される。プラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御することにより、化学修飾フラーレン、ヘテロフラーレン、内包フラーレンのいずれか一つ、或いは複数を優先的に選択して生成することができる。

[0018] 本発明（12)によれば、密度を減少させることなくプラズマ流の発生が可能となり、誘導フラーレンの生成効率を向上させることができる。

[0019] 本発明（13)〜（18)のように、本発明による誘導フラーレン生成方法により、様々な誘導フラーレンを生成することができる。

[0020] 本発明（14)によれば、プラズマ流中のイオン化された誘導対象物のエネルギーの制御を容易に行なうことができる。すなわち、優先して生成しょうとする誘導フラーレンの選択を、容易に行なうことができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の一実施例である誘導フラーレン生成装置の概略図である。

[図 2]図 1の装置で、電位体 105に供給する電圧を変えながら生成した煤状物質を、 LD ToF-Mass及び ESRで分析した結果を示すグラフである。

[図 3]シース電位差 200Vで生成した煤状物質を LD TOF-Massで分析した結果を示すグラフである。

符号の説明

[0022] 101 :マイクロ波導入口

102：高密度プラズマ流発生室

103 :電磁石

104 :グリッド、

105 :電位体

106：フラーレン昇華オーブン

107、 108 :電圧源

109 :電磁石

110 :誘導対象物導入口

発明を実施するための最良の形態 [0023] 以下、本発明に依る各用語の意義について明らかにすると共に、本発明の最良形態について説明する。

[0024] 「フラーレン」とは、 Cn (nは整数)で示され、炭素原子が球状に配置して、る中空の炭素クラスター物質である。

「誘導フラーレン」とは、フラーレンと、原子又は分子とが結合してできたィ匕合物の総称である。フラーレンを形成している炭素原子の一部に原子又は分子が付加した化学修飾フラーレン、フラーレンを形成してヽる炭素原子の一部が炭素以外の原子又は分子に置換したヘテロフラーレン、内部に原子又は分子を有する内包フラーレン等がある。

「誘導対象物」とは、フラーレンと結合して誘導フラーレンを形成する原子又は分子の総称である。窒素 N、水素 H、リチウム Li、ナトリウムお、カリウム K等がある。

2 2

[0025] 「プラズマの浮遊電位」とは、プラズマ中に挿入した導体に流れ込む正電荷と負電荷量が等しくなる導体の電位である。導体力成る測定端子の一端をプラズマ中に挿入し、他端に電圧を供給する。この電圧を変えながら、該測定端子に流れる電流を測定する。この測定端子に電流が流れないときの供給電圧が、浮遊電位である。窒素原子イオン N+と電子 e一力成るプラズマの浮遊電位は、 -6〜- 8Vである。このプラズマ流中にメッシュ状のグリッドを挿入し、浮遊電位を供給する。このとき、該グリッドを通過するプラズマ流の密度を最大にすることができる。

「煤状物質」とは、誘導対象物及びフラーレンを原料に用いて、プラズマ法又はァーク放電法等により生成される固形物質である。この煤状物質には、誘導フラーレン、中空のフラーレンが含まれており、「誘導フラーレンと中空のフラーレンとを含む材料」の一つである。

「シース電位差」とは、プラズマ中に配置された電極に供給する電圧と、この電極近辺のプラズマの空間電位との差である。シース電位差を制御することによって、プラズマ中のイオンが電極に衝突するエネルギーを調整することができる。

[0026] (窒素原子誘導フラーレン生成方法及び生成装置）

図 1に、本発明の一実施例である誘導フラーレン生成装置の概略図を示す。

誘導フラーレン生成装置を真空引きした後、誘導対象物導入口 110から例えば窒素ガスを導入する。マイクロ波導入口 101にはマイクロ波発信器が接続されており、例えば 2.45GHzのマイクロ波が導入される。導入された窒素ガスは、マイクロ波電場により加速された電子で、イオンィ匕される。そして窒素分子イオン N +、窒素原子ィォ

2

ン N+、電子 e—から成るプラズマ流が形成される。

[0027] 高密度プラズマ流発生室 102の回りには、電磁石 103を配置している。電磁石 103 には、直流電流を供給する。この直流電流により、高密度プラズマ流発生室 102に磁力線が発生する。プラズマ流中のイオンと電子は、この磁力線に束縛されて、磁力線の回りを回転する。この電子の回転運動の周期と共鳴する 2.45GHzのマイクロ波を供給しているので、電子サイクロトロン共鳴により、電子のエネルギーは高められる。そのために、プラズマ流中に存在する窒素分子イオン N +や、イオンィ匕していな力つた

2

窒素分子 Nは、高エネルギー電子により解離して単原子 Nになると共に、窒素原子ィ

2

オン N+になる。

[0028] 高密度プラズマ流発生室 102内の磁力線の密度は、均一ではない。例えば、マイクロ波導入口 101及びグリッド 104近傍での磁力線の密度を高くすることにより、高工ネルギー電子は高密度プラズマ流発生室 ₁₀2に長い時間留まり、窒素原子イオン N+ の発生を促進する。

[0029] 高密度プラズマ流発生室 102で発生したプラズマ流に、フラーレンを導入する。例えば、フラーレン昇華オーブン 106からフラーレンを昇華することにより、導入する。

[0030] フラーレン昇華オーブン 106の上流側に、グリッド 104を配置してもよい。電圧源 10 7からグリッド 104に電圧を供給することにより、該グリッドを通過するイオン量を調整する。このグリッド 104は、例えばメッシュ状のステンレスで作る。そして、窒素原子ィオン N+と電子 e一力成るプラズマの浮遊電位である- 6〜- 8Vの電圧を供給することにより、該グリッドを通過するプラズマ流の密度を最大にすることができる。

[0031] フラーレン昇華オーブン 106の下流側には、電位体 105を配置している。電位体 1 05〖こは、フラーレンが堆積する。そこにプラズマ流中の窒素原子イオン N+が衝突することにより、フラーレンを形成している炭素原子の一部を窒素原子に置換したヘテロフラーレン C N、窒素原子又は窒素分子がフラーレンに内包した内包フラーレン N

60

@C 、N @C 等の誘導フラーレンが生成される。 [0032] 或いは移動中のフラーレンに窒素原子イオン N+が衝突して誘導フラーレンが生成され、電位体 105に堆積する。

[0033] 電圧源 108から電位体 105に電圧を供給することにより、窒素原子イオン N+カ^ラ一レンに衝突するエネルギーを調整して、優先して生成する誘導フラーレンを選択する。

[0034] 例えばへテロフラーレン C Nを優先的に生成する場合は、窒素原子イオン N+を引

60

き寄せるために電位体 105に負の電圧を供給する。更に、シース電位差、すなわち電位体 105近辺のプラズマの空間電位と、電位体 105に供給する電圧との差が 10〜 50Vとなるようにする。プラズマの空間電位は、高密度プラズマ流発生室 102で制御することができる。或いはプラズマ流路中に電極を配置し、この電極に電圧を供給することにより ff¾御するようにしてもよ、。

[0035] 内包フラーレン N@C を優先的に生成する場合は、シース電位差が 50

60 〜500Vとなる負の電圧を、電位体 105に供給する。

[0036] 中空のフラーレン C と内包フラーレン N®C はトルエンに溶けやすぐヘテロフラー

60 60

レン C Nは溶けにくい性質を有する。しかも内包フラーレン N@C の生成率は低い

60 60

。そこで電位体 105に、シース電位差が 10〜50Vとなって主にへテロフラーレン C N

60 が生成される負の電圧と、シース電位差が 50〜500Vとなって主に内包フラーレン N@ C

60が生成される負の電圧に、交互に変わるパルス電圧を供給する。そして、フラーレン C が中空のまま電位体 105に堆積するのをできるだけ少なくする。その後、電位

60

体 105に堆積した煤状物質を、例えばトルエンに入れて超音波撹拌するようにしてもよい。このとき、内包フラーレン N®C 力 Sトルエンに溶け、ヘテロフラーレン C Nが残

60 60 渣として残るので、内包フラーレンの含有率を向上させることができる。

[0037] パルス電圧の周波数は 40〜60Hzであることが好ましい。また主に内包フラーレンが生成されるシース電位差 50〜500Vの時間が長いと、フラーレンをダイマー化が起こる。ダイマー化を防ぐために、シース電位差が 50〜500Vになっているパルス時間を短くした方がょ、。 30%以下にすることが好まし、。

[0038] 図 1では電位体 105を平面型で示している力カップ型にして開口部をプラズマ流に向けるようにしてもよい。このとき中空のフラーレン C 、誘導フラーレン等が電位体 105内面のある部分に衝突して反射しても、電位体 105の他の部分に堆積し、回収が容易になる。

カップ型の電位体を使用したとき、シース電位差は 100〜300Vであることが好まし!/ヽ。更に、グリッド 104に供給する電圧等を調整して、電位体に流れる電流が 2〜8mA になるようにすることが好ましい。このとき、生成された煤状物質がトルエン等の溶媒に溶ける量、及び煤状物質に含まれる内包フラーレン N@C の量が共に多くなる。ま

60

た電位体に流れる電流が 10mAを超えると溶解度が急激に減少する力これはフラーレンがダイマー化するためと考えられる。

[0039] 高密度プラズマ流発生室 102の下流側の回りには、電磁石 109を配置する。電磁石を配置することにより、高密度プラズマ流発生室 102から流出したプラズマ流は、拡散しないで、下流側に流れるように制御される。電磁石 109の代わりに、永久磁石を配置してもよい。

[0040] 高密度プラズマ流を発生する手段は、電子サイクロトロン共鳴によるものに限定されない。例えば RF放電 (高周波放電）によるもの、ヘリコン波によるもの等を用いてもよい。

[0041] (その他の誘導フラーレン生成方法及び生成装置）

水素原子誘導フラーレンを生成する場合は、誘導対象物導入口 110から水素ガスを導入すればよい。電位体 105に供給する電圧を調整することにより、フラーレンを形成している炭素原子の一部に水素原子が付着した水素化フラーレン、水素原子内包フラーレン、水素分子内包フラーレン等を生成する。

[0042] ノ、ロゲン原子誘導フラーレンを生成する場合は、誘導対象物導入口 110からハロゲン原子を含むガスを導入すればょ、。例えばフッ素原子誘導フラーレンを生成する場合は、四フッ化炭素 CFを導入する。四フッ化炭素 CFは、高密度プラズマ発生

4 4

室 102で解離、電離する。そして、電子を放出した三フッ化炭素イオン CF +、又は電

3 子を付着したフッ素イオン F—になる。グリッド 104に供給する電圧を調整することにより、フッ素イオン F—力成るプラズマ流を形成する。このプラズマ流にフラーレンを導入して、電位体 105に供給する電圧を調整することにより、フッ化フラーレン、フッ素原子内包フラーレン等を生成する。 [0043] またアルカリ金属から誘導フラーレンを生成する場合は、アルカリ金属の蒸気を高温の金属板に吹き付けることにより、プラズマ流を発生させるようにしてもよい。

実施例

[0044] 図 1に示した装置で誘導対象物導入口 110から窒素ガスを導入し、グリッド 104〖こは一定の電圧- 7Vを供給した。また電位体 105に供給する電圧を変えながら、煤状物質を生成した。そして、 LD TOF-Mass (レーザー脱離イオンィ匕法による飛行時間型質量分離装置)と、 ESR (電子スピン共鳴装置)とを用いて、各電圧で生成された煤状物質に含まれる成分を調べた。

[0045] 図 2にそのグラフを示す。（a)は LD TOF_Massを用いて測定したもので、中空のフラ一レン C (質量数 720)に対するヘテロフラーレン NC (質量数 722)の信号強度の比

60 59

の変化を示している。（a)の縦軸の単位は装置に依存しており、重量比、モル比等を示すものではない。（b)は ESRを用いて測定したもので、中空のフラーレン C に対する

60 内包フラーレン N@C の重量比の変化を示している。横軸は、共にシース電位差であ

60

る。

[0046] これらのグラフ力ら、ヘテロフラーレン NC はシース電位差が約 30Vのときに多く生

59

成され、内包フラーレンは 50Vを超えたときに多く生成されることが分かる。

[0047] また図 3は、シース電位差 200Vで生成した煤状物質を LD TOF-Massで分析した結果を示すグラフである。分析する際、 CHCA —シァノ— 4—ヒドロキシけい皮酸）の粉末をトルエンの溶力した懸濁液を、マトリクスとして用いた。グラフの横軸は質量数、縦軸は信号強度であり、中空のフラーレン (質量数 720)の信号強度を 100としている。このグラフから、窒素原子置換へテロフラーレン NC (質量数 722)、窒素原子内包

59

フラーレン N@C (質量数 734)、窒素分子内包フラーレン N @C60 (質量数 748)が生

60 2

成されていることが分かる。

産業上の利用可能性

[0048] 本発明によれば、電位体に供給する電圧を調整することにより、プラズマ流中のィオンィ匕された誘導対象物のフラーレンへの衝突エネルギーを制御することができる。このことにより、化学修飾フラーレン、ヘテロフラーレン、内包フラーレンのいずれか一つ、或いは複数を優先的に選択して生成することができ、希望する誘導フラーレンの収率を向上させることができる。特に窒素原子誘導フラーレンの収率が向上することにより、超伝導材料、非線型光学材料、量子コンピュータ等への応用が期待できる。

Claims

請求の範囲

[1] 誘導対象物をイオンィ匕してプラズマ流を発生するプラズマ流発生部と、該プラズマ流にフラーレンを導入するフラーレン導入部と、該フラーレンが導入部の下流側に配置され、プラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御する電位体とを有することを特徴とする誘導フラーレン生成装置。

[2] 前記フラーレン導入部の上流側にグリッドを有することを特徴とする請求項 1記載の誘導フラーレン生成装置。

[3] 前記電位体はカップ型であり、開口部がプラズマ流に向けて配置されることを特徴とする請求項 1又は 2記載の誘導フラーレン生成装置。

[4] 前記誘導対象物は窒素ガスであり、窒素原子置換へテロフラーレン、窒素原子内包フラーレン、又は窒素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれか 1項記載の誘導フラーレン生成装置。

[5] シース電位差が 10〜50V又は 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレン力成る煤状物質、又は主に窒素原子内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 4記載の誘導フラーレン生成装置。

[6] シース電位差が 10〜50V、 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に交互に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレンと窒素原子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 4記載の誘導フラーレン生成装置。

[7] 前記プラズマ流発生部は電子サイクロトロン共鳴によるマイクロ波プラズマ流発生部、 RF放電によるプラズマ流発生部、又はへリコン波によるプラズマ流発生部であることを特徴とする請求項 5又は 6記載の誘導フラーレン生成装置。

[8] 前記グリッドに- 6〜- 8Vの電圧を印加することを特徴とする請求項 4乃至 7の、ずれ力 1項記載の誘導フラーレン生成装置。

[9] 前記誘導対象物は水素ガスであり、水素化フラーレン、水素原子内包フラーレン、又は水素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 1乃至 3の、ずれか 1項記載の誘導フラーレン生成装置。

[10] 前記誘導対象物はハロゲンガスであり、ハロゲンィ匕フラーレン又はハロゲン内包フラ一レン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれ力 1項記載の誘導フラーレン生成装置。

[11] 誘導対象物をイオンィ匕してプラズマ流を発生する工程と、該プラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御しながら、フラーレンを導入する工程とを有することを特徴とする誘導フラーレン生成方法。

[12] 前記プラズマ流の密度を制御する工程を有することを特徴とする請求項 11記載の誘導フラーレン生成方法。

[13] 前記誘導対象物は窒素ガスであり、窒素原子置換へテロフラーレン、窒素原子内包フラーレン、又は窒素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 11又は 12記載の誘導フラーレン生成方法。

[14] フラーレンを導入したプラズマ流の下流に電位体を配置し、該電位体に電圧を供給することによりプラズマ流中のイオンィ匕された誘導対象物のエネルギーを制御することを特徴とする請求項 13記載の誘導フラーレン生成方法。

[15] シース電位差が 10〜50V又は 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレン力成る煤状物質、又は主に窒素原子内包フラーレンから成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 14記載の誘導フラーレン生成方法。

[16] シース電位差が 10〜50V、 50〜500Vとなる負の電圧を前記電位体に交互に供給して、主に窒素原子置換へテロフラーレンと窒素原子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 14記載の誘導フラーレン生成方法。

[17] 前記誘導対象物は水素ガスであり、水素化フラーレン、水素原子内包フラーレン、又は水素分子内包フラーレン力成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 11 又は 12記載の誘導フラーレン生成方法。

[18] 前記誘導対象物はハロゲンガスであり、ハロゲンィ匕フラーレン又はハロゲン内包フラ一レンから成る煤状物質を生成することを特徴とする請求項 11又は 12記載の誘導フラーレン生成方法。