2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of graphene on pentacene structure by hot mesh deposition and transfer mechanism of relativistic particles
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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 / 触媒体 / Ni担持W / ペンタセン多量体 |
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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、グラフェン膜の成長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る。また、分解種の重合反応を気相中ではなく触媒体表面で行うことでグラフェン（ペンタセン多量体）の成長を促進すると共に収率を向上させることができると予想された。
そこで、従来のWにNiを部分的に担持した触媒体（表面担持率3%）を用いた。W表面ではペンタセンが分解せず、Ni表面では分解する温度（1450℃）を選択することでペンタセン分解種の重合反応を促進し、ペンタセン多量体（N=2-5）を絶縁体基板上の触媒金属なしで成長できることが明らかとなった。
また、Cu基板を用いた場合、膜質が良くなく成長条件の最適化が必要であるが、250℃の低温でグラフェンが成長可能であることも見出された。
ペンタセン多量体化の反応経路が理論計算されており、ペンタセンとジヒドロペンタセンが反応するモデルが提案されている。本研究結果はこの反応モデルで説明できることも明かとなった。
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