2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and characterization of 3D graphene nanoribbon structure
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15K13302
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
林 卓哉 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (80313831)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 寛之 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (70509984)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンナノリボン（GNR）の3 次元構造体である『3D-GNR』の創成を目指した。グラフェンは優れた電気、熱、機械特性などにより注目されている。一方、GNR はリボン幅やエッジ構造の違いにより、金属または半導体転移し、通常のグラフェンでは発現しない電子的、化学的、磁気的機能の発現が知られる。触媒を利用したCVD 法を利用することで、3 次元GNR の合成を目指した。触媒金属にはニッケル線やメッシュ状金属を使用した。ニッケル線をあらかじめ束ねておくことで、規則的構造を有した3次元グラフェン構造体を得ることを試みた。炭素源としてメタンを使用しアルゴンガスと共に炉に流した。事前に還元した金属触媒を1000℃の炉内に留置して3次元グラフェンを生成した。炭素源の流量を増減することで触媒に生成するグラフェン層数を数層から10数層まで変化させられることがラマン分光により確認できた。得られた試料の透過型電子顕微鏡観察でも結晶性の高いグラフェンの生成が確認できた。得られた試料に関して触媒を酸により溶解し、グラフェン構造体だけを取り出した。メッシュ状構造体に関しては油水分離が可能か検討するために濡れ性の測定を行った結果、金属メッシュ単体よりも疎水性が向上していることが明らかになった。また、構造体表面に炭素による二次構造を形成することでさらに優れた疎水性を示すことが分かった。束状グラフェン構造体に関しては優れた電気伝導性を示したが、機械強度が不足していることが明らかになった。
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