Revealing mysteries of the Universe with atomically-thin graphene X-ray filters
Project/Area Number |
20K20920
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
|
Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
|
Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
|
Keywords | グラフェン / X 線 / 光学素子 / 飛翔体 / 軟 X 線 |
Outline of Research at the Start |
X 線観測は太陽系スケールを超えた遠方宇宙観測はもちろん、太陽コロナ起源、地球磁気圏・超高層地球大気や惑星大気の構造を調べることにも有用な手法である。本研究は、超薄膜グラフェンを用いた革新的 X 線光学素子の基礎開発を完遂し、地球・宇宙観測用飛翔体や地上装置への搭載を目指すことで、地球・宇宙物理学から医学・生物学分野までにわたる様々な学術領域における研究課題への取り組みに貢献することである。本開発の完遂には、微細加工技術、高品質グラフェンの製膜技術、加えて新素材グラフェンへの種々の宇宙環境耐性評価方法の確立と実証など、様々な分野での挑戦的研究テーマが含まれ、多くのシナジーが期待できる。
|
Outline of Final Research Achievements |
We established development systems capable of in-house production processes and conducted acoustic pressure tolerance tests and transmission measurements. Consequently, we fabricated a free-standing single-layer graphene layer with a diameter of 100 um successfully. Moreover, it is found that the acoustic vibration tolerance with a qualification level of the H-IIA rocket was confirmed for free-standing single-layer graphene films with a diameter of 10 um and very high transmission more than approximately 98% was also confirmed for single-layer free-standing graphene films at an energy range between 100 and 500 eV except a C absorption edge structure.
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高い機械強度や電磁波・流体・電子などへの高い透過・不透過特性はグラフェンのユニークな物性の一つであり、これらの特長を活かすことができれば様々な組み合わせに対し高いコントラストを可能にする広義の高感度フィルターが実現できる。これが実現できれば飛翔体搭載用素子のみならず、検出器窓やサンプル試料ホルダなど様々な地上装置への実装等が可能となり、宇宙物理学はもちろん、医学・生物学・分析科学分野等への多大な貢献が期待できる。
|
Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
-
[Presentation] グラフェン超薄膜を用いた高機能汎用型光学素子の開発2022
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由実, 小川ともよ, 廣田翠, 田原譲, 北浦良, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
第22回 宇宙科学シンポジウム
Related Report
-
[Presentation] 超薄膜グラフェンを用いた高機能汎用型光学素子の開発 (3)2022
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由美, 小川ともよ, 廣田翠, 田原譲, 堀田貴都, 北浦良, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
日本天文学会 2022 年春季年会
Related Report
-
-
[Presentation] グラフェン超薄膜を用いた高機能汎用型光学素子の開発 (2)2021
Author(s)
柏倉一斗, 丹羽由実, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, 三石郁之, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 野本憲太郎, 谷口卓郎, 小髙大樹
Organizer
日本天文学会 2021 年秋季年会
Related Report
-
[Presentation] 飛翔体搭載用グラフェン超薄膜光学素子の開発2021
Author(s)
丹羽由実, 柏倉一斗, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, 三石郁之, 河原憲治, 吾郷浩 樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
Optics & Photonics Japan 2021
Related Report
-
[Presentation] グラフェン超薄膜を用いた高機能汎用型光学素子の開発2021
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由美, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
日本天文学会2021年春季年会
Related Report
-
[Presentation] グラフェン超薄膜を用いた高機能汎用型光学素子の開発2021
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由美, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
第21回 宇宙科学シンポジウム
Related Report
-
[Presentation] 飛翔体搭載用グラフェン超薄膜光学素子の開発2021
Author(s)
丹羽由美, 柏倉一斗, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, 三石郁之, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
2021年 第68回応用物理学会春季学術講演会
Related Report
-
[Presentation] グラフェン超薄膜を用いた 高機能汎用型光学素子の開発2021
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由美, 小川ともよ, 田原譲, 北浦良, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
髙エネルギー宇宙連絡会研究会
Related Report
-
[Presentation] 超薄膜グラフェンを用いた飛翔体搭載用 軟 X 線光学素子の開発 (3)2020
Author(s)
三石郁之, 柏倉一斗, 丹羽由美, 小川ともよ, 田原譲, 堀田貴都, 北浦良, Pablo Solis-Fernandez, 河原憲治, 吾郷浩樹, 谷口卓郎, 野本憲太郎, 小髙大樹
Organizer
日本天文学会2020年秋季年会
Related Report