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その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ材料の形成機構・新規特性解明

Research Project

Project/Area Number 23K23040
Project/Area Number (Other) 22H01772 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionFukui University of Technology

Principal Investigator

安坂 幸師  福井工業大学, 工学部, 教授 (50361316)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2025: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsナノカーボン / 透過電子顕微鏡法 / その場観察 / その場透過電子顕微鏡法 / 同期計測 / マニピュレーション / カーボンナノ材料
Outline of Research at the Start

カーボンナノチューブやカルビンなどの一次元カーボンナノ物質は、その構造に起因して特異な電気的、力学的、光学的特性を発現することが期待されている。しかしながら、一次元カーボンナノ物質個々の大きさは、原子オーダーと極めて小さいことから、これまで一次元カーボンナノ物質個々の構造と対応させて特異な特性を直接解明した実験的研究は限られてきた。そこで本研究では、原子レベルの分解能で構造観察でき、かつ電流や電圧、光などの物理量の変化をその場で同時測定できるその場透過電子顕微鏡法による構造・物性研究の基盤を確立し、一次元カーボンナノ物質の特異な特性を実験的に解明することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

カーボンナノチューブやカルビンなどの一次元カーボンナノ物質は、その構造に起因して特異な電気的、力学的、光学的特性を発現することが期待されている。このようなナノスケールで構造が制御されている一次元カーボンナノ物質の物理的特性は、物質個々の構造の違いに応じて敏感に変化するため、その特性の本質を明らかにしようとする研究では、物質の集合体を用いた統計的な評価だけでなく、物質個々の構造と物性を対応させて評価を行うことが求められる。しかしながら、一次元カーボンナノ物質個々の大きさは、ナノメートルオーダーと極めて小さいことから、これまで一次元カーボンナノ物質個々の構造と対応させて特異な特性を直接解明しようとする実験的研究は限られてきた。本研究では、原子レベルの分解能で一次元カーボンナノ物質の構造を観察でき、かつ電流や電圧、光などの物理量の変化をその場で同時に測定できるその場透過電子顕微鏡法による構造・物性研究の基盤を確立し、一次元カーボンナノ物質の特異な特性を実験的に解明することを目指す。本年度、所属研究機関の変更にともない、研究環境の整備を進めつつ、その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ物質の観察・計測技術の確立に取り組み、アモルファスカーボンにより先端や側面が覆われたカーボンナノチューブからなる電子エミッタを作製して透過電子顕微鏡内でその場電界放出実験を実施し、その場透過電子顕微鏡法による観察・計測技術および電界放出特性に関する知見を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

年度途中での所属研究機関の変更にともない、研究環境の整備に時間を要しているため。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策としては、基本的に本研究計画に沿って実施する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Ultrahigh porosity photoluminescent silicon aerocrystals with greater than 50% nanocrystal ensemble quantum yields2023

    • Author(s)
      Bernard Gelloz, Leigh Canham, Koji Asaka, Yuto Nakamura, Hideo Kishida
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 134 Issue: 3

    • DOI

      10.1063/5.0152098

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Self-organized Ge1-xSnx quantum dots formed on insulators and their room temperature photoluminescence2023

    • Author(s)
      Hashimoto Kaoru, Shibayama Shigehisa, Asaka Koji, Sakashita Mitsuo, Kurosawa Masashi, Nakatsuka Osamu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 62 Issue: 7 Pages: 075506-075506

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ace5f9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Uitrahigh Porosity Photoluminescent Mesoporous Silicon with Greater than 50% Quantum Yields2023

    • Author(s)
      Bernard Gelloz, Leigh Canham, Koji Asaka, Yuto Nakamura, Hideo Kishida, Lianhua Jin
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 多層量子ドット構造実現に向けた絶縁体上へのGe1-xSnxナノ ドットの自己形成2022

    • Author(s)
      橋本薫, 柴山茂久, 安坂幸師, 中塚理
    • Organizer
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Sn-driven self-formation of Ge1-xSnx nanodots on insulator for multi-layered quantum dots structure2022

    • Author(s)
      Kaoru Hashimoto, Shigehisa Shibayama, Koji Asaka, Masashi Kurosawa, Osamu Nakatsuka
    • Organizer
      9th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 熱安定性の高いGe1-xSnx量子ドットの自己形成2022

    • Author(s)
      橋本薫, 柴山茂久, 安坂幸師, 黒澤昌志, 坂下満男, 中塚理
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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