2016 Fiscal Year Research-status Report
ホットメッシュ法によるグラフェンオンペンタセンの創製とその相対論的粒子の移動機構
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15K04611
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
部家 彰 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80418871)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 直人 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (10263790)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ホットメッシュ堆積 / ペンタセン気相重合 / グラフェン/ペンタセン積層構造 / 触媒体 / ペリペンタセン / Ni担持W / 水素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はホットメッシュ堆積法（ペンタセン気相重合法）により、グラフェン/ペンタセン積層構造を作製し、2次元材料（グラフェン）と3次元材料（ペンタセン）間の相対論的粒子の移動機構を解明するため、まず、グラフェン膜の形成機構の解明とその高収率化を目指した。
ペンタセンを原料としてグラフェンを効率よく形成するには加熱触媒体上での分解反応を促進する必要があり、触媒体を複数設置することで触媒体が1つの場合に比べてペンタセン分解種の気相重合反応を促進しグラフェン（ペリペンタセン）を形成できることが明らかとなった。この反応機構の解明に関する検討を行った結果、ペンタセンとジヒドロペンタセン（ペンタセンの分解種）がW表面で反応することで、ペリペンタセンが形成されている可能性が見出された。また、1つの触媒体でも分解を促進できるよう、触媒体であるタングステン（W）表面にニッケル（Ni）を担持し、その特性についても検討した。Ni担持W触媒体の使用可能温度は1400℃程度であった。石油精製過程におい、W触媒では水素化分解が起こりやすく、Ni触媒では水素化が促進されることが報告されているが、ペンタセンにおいても同様の反応が起こっていることが示唆された。また、ペンタセン分子の分解温度（水素化温度）をNi担持することで低温化できることも明らかとなった。
次年度は本手法で形成したグラフェンの粒径・欠陥密度の定量評価を行うと共に、グラフェン/ペンタセン積層構造を作製し、その電気特性を評価する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画では本年度中にグラフェン膜の品質向上およびグラフェン/ペンタセン積層構造を作製する予定であったが遅れている。しかし、重合反応の解明、触媒体の検討・改良により、極薄膜のグラフェンを従来に比べ、安定して形成できるようにしたため、グラフェン/ペンタセン積層構造を作製することは問題なく進められると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、本年度得た結果を元にグラフェン膜の品質向上およびグラフェン/ペンタセン積層構造を作製し、構造や電気特性を評価する。
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| Causes of Carryover |
作製した試料の構造評価を民間分析センターで行う予定であったが、少し作製条件を変えた試料と比較した方が反応機構を明らかにできると考えられたため、分析依頼を先延ばしにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
分析費用として使用する。作製した試料の構造評価を民間分析センターで行い、反応機構のさらなる解明を試みる。
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