筑波大學講師山田陽一等人與國立放射線科學技術研究院、東北大學和Idea International Co., Ltd.合作,直接觀察了鋰內嵌富勒烯的電子態,有望成為分子水平的下一代材料。我們首次成功進行了詳細分析。
富勒烯是由碳原子組成的足球形狀的分子,人們認為通過將各種原子和分子包裹在內部空間(內嵌富勒烯),可以改變物理性質。該研究小組迄今已成功製備出含有鋰離子的富勒烯,由於其優異的電子接受性能,有望應用於有機太陽能電池和超級電容器等有機電子器件,其所需的電子物理性能已得到滿足。尚未被完全理解。這是因為,很難控制單原子層中的內嵌富勒烯並將其排列在基材上,以評估金屬基材上的行為,而這對於作為材料的功能分析是必需的。
在這項研究中,我們發現了一種在真空中以與氟和磷結合的“鹽”形式昇華內嵌富勒烯並將其以單原子層吸附到金屬基底上的方法,並首次成功測量。此外,通過將測量的電子態與理論計算的結果進行比較,進行了詳細分析,揭示了富勒烯中封裝的鋰以一價陽離子的狀態存在。我們還發現,當施加高負電壓時,富勒烯中的電荷分佈發生變化,這表明通過施加的電壓控制電荷的可能性。
據稱,這一結果將為採用鋰內嵌富勒烯的下一代有機半導體材料的實際應用鋪平道路。
論文信息:[碳] Li+@C60 的電子結構:Li+@C60[PF6-] 鹽的光電子能譜和 Cu(60) 上單個 Li+@C111 分子的 STM