2016 Fiscal Year Research-status Report
Synthesis of "Interconnected" carbon nanotube for a stress sensor
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16K14106
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
島田 悟 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (10357204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿澄 玲子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 副研究部門長 (40356366)
周 英 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究員 (80738071)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 導電率 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）を分散剤とし、改良直噴熱分解合成法（enhanced Direct Injection Pyrolytic Synthesis method: eDIPS）で得られた単層カーボンナノチューブ（CNT）を用いて、高粘性CNTインクを作製した。得られたCNTインクをドクターブレード法によりガラス上へCNT薄膜を作製し、光照射及び有機溶剤の浸漬処理により、絶縁性のHPCを除去した。その後、CNT膜の上に、真空蒸着法によりAu、Crの金属をそれぞれ製膜した。また、塗布法によりヨウ化ナトリウム（NaI）、ヨウ化カリウム（KI）、ヨウ化カルシュウム（CaI2）、ヨウ化アンモニウム（NH4I）をそれぞれCNT膜の上に製膜し、積層膜を作製した。さらに、短パルス光照射により,
‘‘interconnected‘‘ CNTのハイブリッド構造の構築を試した。比較のため、CNTの単純な積層膜はホットプレートにより300度の熱処理も行った。得られたCNT膜の電気特性と光学特性を測定し、透明導電膜の性能も評価した。その結果、短パルス光照射処理により上記の金属と半導体と複合化したCNT複合膜の導電率がすべて向上した。また、Au、Crの金属より、NaI、KI、CaI2、NH4Iのハイブリッド膜の方が高い導電率を示した。特に、短パルス光照射処理の最適化により、金属成分が入っていないNH4IとCNTの複合膜は最も高い導電率を示し、CNTの導電率を向上するため、新しいドーパントを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
CNTの導電率向上するため、NH4Iとの新しいドーパントを発見した。また、これまで、CuI、CuBr、CuClの研究で、光照射処理により金属Cuが還元され、interconnected CNT複合膜の導電率の向上に寄与していないかとの推測があったが、本研究により、金属成分入っていないNH4Iも同様に導電率の飛躍的な向上に成功した。論文は近いうちに投稿する予定である。CNTおよびグラフェンなどのナノカーボン材料の新しいドーパントやドーピング技術を見出していく方向性も確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
NH4Iのドーピングメカニズムを解明する。AFMやSEMなどの電子顕微鏡を用い、interconnected CNTの複合膜の微細構造を観察する。FTIR、RAMAN、XPS、UV-visなど様々な分光法によりNH4Iのドーピング効果を解析する。CNTの導電率をさらに向上するため、新しいドーピング技術及びドーパントを検討する。まだ、CNTの複合膜をストレッチャブルなフィルムに作製し、CNTストレッチャブルセンサーの作製技術を開発する。ストレッチャブルセンサーのデバイス測定システムを構築し、材料を研究しながら、実際のセンサの研究にも取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度はCNTの導電率を向上するため、ドーパント材料を中心に検討してきた。消耗品と設備の一部はすでに持っているものを使用しているため、10,212円と次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は新しいドーパントまたドーピングメカニズムを解明するため、複合構造の解析を進める。そのため、電子顕微鏡などの解析装置の使用料で使う予定である。
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