2016 Fiscal Year Annual Research Report
Chirality control synthesis of carbon nanotubes from carbon nanorings and evaluation of their electric features
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15K13947
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
東城 友都 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30736385)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 物理合成 / シクロパラフェニレン / シリコン基板 / 垂直配向 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、シリコン基板上に共役π分子を修飾し、そこに単層カーボンナノチューブ(SWNT)の基本骨格であるシクロパラフェニレン(CPP)を導入し、CPP同士を熱融合することで、直径の揃ったSWNTを得るための新規物理合成手法に関する研究である。今年度の研究では、フラーレン: C76, C84をシリコン基板上に配列し、二種のフラーレンに[12]CPPを導入後、[12]CPP同士を熱融合させることで、一次元構造の合成を図った。走査型電子顕微鏡(SEM)像・透過型電子顕微鏡(TEM)像観察から、得られた試料には、一次元のアモルファス構造と円筒状構造の二種が得られ、特にC84をCPPの熱融合土台に用いることで、前年度のC70を用いた場合よりも、それらの構造の収率が増加した。またラマン分光による振動モードの解析から、炭素六角網面に起因するGバンド、構造欠陥に起因するDバンドが観測された他、SWNTに由来するGバンドの分裂が観測された。当該成果に関して、現在論文を投稿中である。次に、SWNT成長土台であるフラーレンを一次元分子鎖に変更し、同工程でSWNTの成長を目指した。今回、分子鎖にオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を用いて、シリコン基板上に薄膜形成を行い、フーリエ変換赤外分光(FTIR)・原子間力顕微鏡等による解析から、シリコン基板上へのTEOSの配列を確認した。しかし、均一な薄膜形成とならず、シリコン基板に対して完全な垂直配向が困難であった。そのため、[12]CPP昇華導入・熱融合後の構造解析の結果、フラーレン土台を用いた場合よりもSWNTのような円筒状構造を観察することはできなかった。今後、シリコン基板上への一次元分子鎖の完全な垂直配向が課題である。
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