Catalyst free fabrication of one dimensional nanostructures composed of carbon and metals

• Project/Area Number: 20510104
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanomaterials/Nanobioscience
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: KOKAI Fumio Mie University, 大学院・工学研究科, 教授 (40345997)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KOSHIO Akira 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70362358)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2008: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: カーボン / 金属 / ナノ複合構造 / ケイ素 / 銅 / 触媒フリー / レーザー / レーザー蒸発

Research Abstract

One-dimensional nanostructures-carbon nanotubes filled completely with Cu nanowires-were synthesized by laser vaporization of Cu and graphite under high-pressure Ar gas atomosphere without the help of catalysts. Two types of one-dimensional nanostructures-carbon nanotubes filled completely with SiC nanowires and SiC nanowires-were also synthesized by laser vaporization of Si and graphite. We suggest that the one-dimensional nanostructures are grown from molten composite particles composed of carbon and Cu or Si under the condition of high temperature and pressure.

Research Products

• [Journal Article] Efficient growth of multi-walled carbon nanotubes by continuous-wave laser vaporization of graphite containing B_4C (2011)
  • Author(s): F.Kokai, I.Nozaki, T.Okada, A.Koshio, T.Kuzumaki
  • Journal Title: Carbon 50 Pages: 1173-1181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レーザーアブレーションによるケイ素-炭素ナノ構造の形成 (2011)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 亀田優人, 小塩明
  • Journal Title: 電気学会資料 OQD-11-001-009 Pages: 7-12
  • NAID: 10026077899
• [Journal Article] レーザー蒸発法によるグラファイト性多面体の形成 (2011)
  • Author(s): 小海文夫, 野口絵理子, 多野上誉, 小塩明
  • Journal Title: 電気学会研究会資料 光・量子デバイス研究会 Volume: OQD-11-001-009 Pages: 7-11
• [Journal Article] Fabrication of two types of one-dimensional Si-C nanostructures by laser ablation (2010)
  • Author(s): F.Kokai, K.Uchiyama, T.Shimazu, A.Koshio
  • Journal Title: Appl.Phys.A 10 Pages: 497-502
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electric and mass transport of a carbon nanotube encapsulation a copper nano-rod studied by in-situ transmission electron microscopy (2010)
  • Author(s): F.Kimura, K.Asaka, H.Nakahara, F.Kokai, Y.Saito
  • Journal Title: J.Nanosci.Nanotech 10 Pages: 3907-3909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of two types of one-dimensional Si-C nanostructures by laser ablation (2010)
  • Author(s): F.Kokai, K.Uchiyama, T.Shimazu, A.Koshio
  • Journal Title: Appl.Phys.A Volume: 101 Pages: 497-502
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient growth of multi-walled carbon nanotubes by continuous-wave laser vaporization of graphite containing B_4C (2010)
  • Author(s): F.Kokai, I.Nozaki, T.Okada, A.Koshio, T.Kuzumaki
  • Journal Title: Carbon Volume: 49 Pages: 1173-1181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electric and mass transport of a carbon nanotube encapsulation a copper nano-rod studied by in-situ transmission electron microscopy (2010)
  • Author(s): F.Kimura, K.Asaka, H.Nakahara, F.Kokai, Y.Saito
  • Journal Title: J.Nanosci.Nanotech. Volume: 10 Pages: 3907-3909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Growth of graphitic polyhedra, SiC platelets, and carbon nanotubes filled with SiC nanowires by laser ablation (2010)
  • Author(s): F.Kokai, K.Uchiyama, H.Chigusa, I.Nozaki, E.Noguchi, Y.Kameda, A.Koshio
  • Journal Title: AIP Conference Proceedings 1278, International Symposium on High Power Laser Ablation Volume: 1278 Pages: 215-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レーザーアブレーションによるケイ素-炭素ナノ構造の形成 (2010)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 亀田優人, 小塩明
  • Journal Title: 電気学会資料光・量子デバイス研究会 OQD-10-011～OQD-10-019 Pages: 27-30
  • NAID: 10026077899
• [Journal Article] Fabrication of completely filled carbon nanotubes with copper nanowires in a confined space (2009)
  • Author(s): F.Kokai, T.Shimazu, K.Adachi, A.Koshio, Y.Takahashi
  • Journal Title: Appl.Phys.A 97 Pages: 55-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural characterization of single-wall carbon nanohorn aggregates hybridized with carbon nanocapsules and their formation mechanism (2009)
  • Author(s): F.Kokai, N.Tachi, K.Kobayashi, A.Koshio
  • Journal Title: Appl.Surf.Sci. 255 Pages: 9622-9625
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ナノカーボンの修飾および金属等との複合構造形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: 表面技術協会第119回講演大会講演要旨集 Pages: 314-318
• [Journal Article] レーザー蒸発法によるカーボンナノチューブおよび金属内包構造の形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: 電気学会研究会資料 OQD-09-32-43 Pages: 27-30
• [Journal Article] レーザ蒸発法による多層カーボンナノチューブと銅内包構造の形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: ニューダイヤモンド 92 Pages: 32-33
• [Journal Article] レーザー蒸発法によるカーボンナノチューブおよび金属内包構造の形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: 電気学会研究会資料 OQD-09-32~43 Pages: 27-30
• [Journal Article] Struetural Characterization of Single-Wall Carbon Nanohorn Aggregates Hybridized with Carbon Nanocapsules and their Formation Mechanism (2009)
  • Author(s): F. Kokai, N. Tachi, K. Kobayashi, A. Koshio
  • Journal Title: App. Surf. Sci. (受理済み)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 球状グラファイトの形成とその特性ダイヤモンド (2008)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: 89 Pages: 9-16
• [Journal Article] 球状グラファイトの形成とその特性 (2008)
  • Author(s): 小海文夫
  • Journal Title: ニューダイヤモンド 89 Pages: 9-16
• [Presentation] ケイ素またはホウ素を含むグラファイトのレーザー蒸発により成長したグラファイト性多面体の精製およびキャラクタリゼーション (2011)
  • Author(s): 野口絵理子, 野崎伊織, 千種甫, 多野上誉, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第40回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] レーザー蒸発法によるグラファイト性多面体の形成 (2011)
  • Author(s): 小海文夫, 野口絵理子, 多野上誉, 小塩明
  • Organizer: 電気学会,光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 富山県立大学
  • Year and Date: 2011-03-04
• [Presentation] レーザー蒸発法によるグラファイト性多面体の形成 (2011)
  • Author(s): 小海文夫, 野口絵理子, 多野上誉, 小塩明
  • Organizer: 電気学会光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 富山県立大学
  • Year and Date: 2011-03-04
• [Presentation] レーザー蒸発による4種類の炭素/ケイ素ナノ構造形成 (2010)
  • Author(s): 内山訓宏, 亀田優人, 千種甫, 野口絵理子, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第24回ダイヤモンドシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2010-11-18
• [Presentation] アルコールCVD法による硫化ニッケルナノワイヤー内包カーボンナノチューブの成長 (2010)
  • Author(s): 山崎貴之, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] アルコールアーク放電法による硫化銅ナノワイヤー内包カーボンナノチューブおよび多面体グラファイト粒子の高効率形成 (2010)
  • Author(s): 小塩明, 山本誠, 小海文夫
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] グラファイト/シリコンのレーザー蒸発によるSiCプレーレットの形成 (2010)
  • Author(s): 亀田優人, 内山訓宏, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Growth of graphitic polyhedra, SiC platelets, and carbon nanotubes filled with SiC nanowires by laser ablation (2010)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 千種甫, 野崎伊織, 野口絵理子, 亀田優人, 小塩明
  • Organizer: The International High-Power Laser Ablation (HPLA 2010) Conference
  • Place of Presentation: Eldrado Hotel & Spa, Santa Fe, USA
  • Year and Date: 2010-04-19
• [Presentation] Growth of graphitic polyhedra, SiC platelets, and carbon nanotubes filled with SiC nanowires by laser ablation (2010)
  • Author(s): F.Kokai, K.Uchiyama, H.Chigusa, I.Nozaki, E.Noguchi, Y.Kameda, A.Koshio
  • Organizer: The International High-Power Laser Ablation (HPLA 2010) Conference
  • Place of Presentation: Eldrado Hotel & Spa, Santa Fe, NM, USA
  • Year and Date: 2010-04-19
• [Presentation] 銅内包カーボンナノチューブの分離・精製とアルコールアーク放電法による高効率生成 (2010)
  • Author(s): 小塩明, 木村芳親儀, 山本誠, 鬼頭大信, 小海文夫
  • Organizer: 第57回応用物理学会関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2010-03-18
• [Presentation] レーザーアブレーションによるケイ素-炭素ナノ構造の形成 (2010)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 亀田優人, 小塩明
  • Organizer: 電気学会,光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 尾道商業会議所記念館
  • Year and Date: 2010-03-05
• [Presentation] レーザーアブレーションによるケイ素-炭素ナノ構造の形成 (2010)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 亀田優人, 小塩明
  • Organizer: 電気学会 光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 尾道商業会議所記念館
  • Year and Date: 2010-03-05
• [Presentation] アルコール放電法による銅内包カーボンナノチューブと多面体グラファイト粒子の形成 (2010)
  • Author(s): 小塩明, 山本誠, 祇園和輝, 小海文夫
  • Organizer: 第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2010-03-02
• [Presentation] Fabrication of completely filled carbon nanotubes with copper or silicon carbide nanowires by laser vaporization. (2009)
  • Author(s): 小海文夫, 内山訓宏, 島津智行, 小塩明
  • Organizer: 10th International Conference on Laser Ablation
  • Place of Presentation: Furama Riverfront Hotel, Singapore
  • Year and Date: 2009-11-26
• [Presentation] Efficient growth of multi-wall carbon nanotubes by room temperature laser vaporization (2009)
  • Author(s): 小海文夫, 野崎伊織, 岡田貴司, 小塩明
  • Organizer: 10th International Conference on Laser Ablation
  • Place of Presentation: Furama Riverfront Hotel, Singapore
  • Year and Date: 2009-11-26
• [Presentation] Efficient growth of multi-wall carbon nanotubes by room temperature laser vaporization (2009)
  • Author(s): F.Kokai, I.Nozaki, T.Okada, A.Koshio
  • Organizer: 10th International Conference on Laser Ablation
  • Place of Presentation: Singapore, Furama Riverfront Hotel
  • Year and Date: 2009-11-26
• [Presentation] Fabrication of completely filled carbon nanotubes with copper or silicon carbide nanowires by laser vaporization (2009)
  • Author(s): F.Kokai, K.Uchiyama, T.Shimazu, A.Koshio
  • Organizer: 10th International Conference on Laser Ablation
  • Place of Presentation: Singapore, Furama Riverfront Hotel
  • Year and Date: 2009-11-26
• [Presentation] レーザー蒸発法により形成される多層カーボンナノチューブの直径および層数 (2009)
  • Author(s): 小海文夫, 野崎伊織, 小塩明
  • Organizer: 第23回ダイヤモンドシンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] レーザー蒸発法による多面体グラファイト形成のSiまたはB添加による促進 (2009)
  • Author(s): 千種甫, 野崎伊織, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] グラファイト/シリコンのレーザー蒸発による一次元構造の形成 (2009)
  • Author(s): 内山訓宏, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] レーザー蒸発により形成される多層カーボンナノチューブの外径と内径 (2009)
  • Author(s): 野崎伊織, 岡田貴司, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] メタルフリー熱CVD法によるカーボンナノチューブ/ナノファイバーの成長条件の検討 (2009)
  • Author(s): 市古晴久, 小塩明, 井上剛, 鈴木健太郎, 小海文夫
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] レーザー蒸発法による多面体グラファイト成長のケイ素またはホウ素添加による促進 (2009)
  • Author(s): 千種甫, 野崎伊織, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2009-09-02
• [Presentation] レーザー蒸発法による多面体グラファイト成長のケイ素またはホウ素添加による促進 (2009)
  • Author(s): 千種甫, 野崎伊織, 小塩明, 小海文夫
  • Organizer: 第37回フラーレン・ナルチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2009-09-02
• [Presentation] Born-catalyzed growth of multi-wall carbon nanotubes and their mechanical properties (2009)
  • Author(s): F.Kokai, T.Okada, I.Nozaki, A.Koshio, T.Kuzumaki
  • Organizer: American Physical Society, 2009 March Meeting
  • Place of Presentation: D.L.Lawrence Convention Center, Pittsburgh, USA
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] Born-catalyzed growth of multi-wall carbon nanotubes and their mechanical properties (2009)
  • Author(s): F. Kokai, T. Okada, I. Nozaki, A. Koshio, T. Kuzuraaki
  • Organizer: American Physical Society, 2009 March Meeting
  • Place of Presentation: D. L. Lawrence Convention Center, Pittsburgh, USA
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] ナノカーボンの修飾および金属等との複合構造形成(依頼講演) (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Organizer: 表面技術協会第119回講演大会
  • Place of Presentation: 山梨大学
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] レーザー蒸発法によるカーボンナノチューブおよび金属内包構造の形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Organizer: 電気学会,光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2009-03-06
• [Presentation] レーザー蒸発法によるカーボンナノチューブおよび金属内包構造の形成 (2009)
  • Author(s): 小海文夫
  • Organizer: 電気学会, 光・量子デバイス研究会, レーザーマイクロ・ナノプロセシング
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2009-03-06
• [Presentation] 高充填・長尺銅ナノワイヤー内包カーボンナノチューブ (2008)
  • Author(s): 小塩明, 鬼頭大信, 小海文夫
  • Organizer: 第35回炭素材料学会年会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] 銅または炭化ケイ素をナノワイヤーを完全内包したカーボンナノチューブ形成 (2008)
  • Author(s): 小海文夫, 島津智行, 足立一磨, 高橋裕, 小塩明
  • Organizer: 第22回ダイヤモンドシンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-10-21
• [Presentation] Structural characteri-zation of single-wall carbon nano- horn aggregates hybridized with carbon nanocapsules and their formation mechanism (2008)
  • Author(s): F.Kokai, N.Tachi, K.Kobayashi, A.Koshio
  • Organizer: 6th International Conference on Photo- Excited Processes and Applications
  • Place of Presentation: ホテルロイトン札幌
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] Struetural Characterization of Single-Wall Carbon Nanohorn Aggregates Hybridized with Carbon Nanocapsules and their Formation Mechanism (2008)
  • Author(s): F. Kokai, N. Tachi, K. Kobayashi, A. Koshio
  • Organizer: 6th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
  • Place of Presentation: ホテルロイトン札幌
  • Year and Date: 2008-09-01
• [Presentation] ナノワイヤー完全内包カーボンナノチューブのレーザー蒸発による簡単な形成 (2008)
  • Author(s): 小海文夫, 島津智行, 足立一磨, 高橋裕, 小塩明
  • Organizer: 第35回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2008-08-29
• [Book] Advances in Composite Materials for Medicine and Nanotechnology (2011)
  • Author(s): Fumio Kokai(第16章執筆)
  • Publisher: InTech-Open Access Publisher
• [Book] Advances in Composite Materials for Medicine and Nanotechnology (2011)
  • Author(s): Fumio Kokai (分担執筆)
  • Publisher: InTech-Open Access Publisher(印刷中)
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.nano.chem.mie-u.ac.jp/