久保園芳博

　本研究課題は，金属内包C₆₀ (M@C₆₀)の高効率合成・構造解明と新規物質開発を目的としている．M@C₆₀は，フラ－レン中の基本分子であるC₆₀内部に金属原子が内包された分子であるが，M@C₆₀分子の対称性や電子状態から，超伝導を始めとする興味深い物性の出現が期待されている．しかしながら，M@C₆₀の効率的な合成ならびに精製・分離技術が未確立なために，未だ，構造・物性の解明はほとんど進行していない．本研究課題はこの現状を打開し，M@C₆₀をベ－スにした新しい物質科学分野を切り開くことを目的としている．研究の目標を図示すると以下のようになる．

平成11年度
M@C₆₀の高効率合成と精製・分離技術確立のために，ランタノイド系列金属原子を内包したC₆₀の高効率合成法を探る．すでに，ランタノイド系列原子の内包C₆₀の生成ならびに，アニリンを使った溶媒抽出については，申請者らによってアメリカ化学会誌を始めとする雑誌に報告されており，生成・抽出法についての基礎的デ－タが得られているので，これをもとに，M@C₆₀生成用のア－ク放電炉の改良と放電条件の詳細な検討ならびに，原料となる酸化金属含有炭素棒の生成過程についての検討を行って高効率合成法を探索する．分離・精製技術については，これまでに高速液体クロマトグラフ(HPLC)法により，かなりの程度精製された溶液を得ている．また，現在までに，昇華精製法が効率的に他のフラ－レン類や不純物クラスタ－を除去できること，昇華試料をアニリンに溶解させHPLC操作を行うことでM@C₆₀が分離可能なことがわかっている．これらの結果をもとに，精製・分離技術の確立と大量のM@C₆₀を分取するための実験を行う． M@C₆₀の生成メカニズムの解明についての基礎的研究も，上記技術の確立と並行して進める．さらに，粉末X線回折，単結晶X線回折ならびにX線吸収微細構造( XAFS)法を用いて結晶ならびに分子構造を決定し，金属原子の位置と金属原子の動力学的挙動の解明を行う．また，M@C₆₀の磁気的，電気的特性などの基本的な物性を明らかにする．これらの研究は，研究室の現有設備と，高エネルギ－加速器研究機構・放射光実験施設（KEK-PF)ならびに大型放射光実験施設(SPring-8)を積極的に利用して行う．

平成12年度
平成11年度の成果をもとに，M@C₆₀をベ－スにした新物質開発を重点的に進める．とくに，M@C₆₀単独の物性研究の結果をもとに，アルカリ金属原子やアルカリ土類金属原子のM@C₆₀結晶中へのインタ－カレ－ション，さらにアンモニアを始めとするガスの導入と錯形成による物性の発現を検討する．ランタノイド系列原子以外にアルカリ土類金属原子を内包した新しいM@C₆₀ の生成・分離を行い，M@C₆₀をベ－スにした物理と化学を推進する．