2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel pot-shaped nanomaterial Carbon Nanopot with a higher-ordered nanostructure and its multiple functions
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17K05008
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
横井 裕之 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50358305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 敬 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (90264275)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノカーボン合成 / 表面電位変調 / グラフェン端 / ヒドロキシル基 / 第一原理計算 / ガス吸着 / ナノ素子作成技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カーボンナノポットの合成技術開発において、(1)合成基板温度の測定法改良と(2)触媒塗布法の改良、(3)新たな合成基板配置での合成実験を行って、合成温度の再現性と触媒塗布の均一性、合成環境の非平衡度の向上を図った。項目(1)では合成基板を水平に配置した合成実験で温度計測光路にアルミ蒸着ミラーを導入することにより、放射温度の計測領域を合成領域に合わせやすくした。項目(2)では酸化グラフェンをシリコン基板に均一に滴下塗布できるよう基板温度と滴下量を最適化した。従来は滴下領域の中でも酸化グラフェンの塗布密度が高まるエッジ部分にカーボンナノポットが密に生成していたので、酸化グラフェンの塗布密度を均一にすることによりカーボンナノポットの収量向上を期待したが、カーボンナノチューブは塗布領域全体で生成したもののカーボンナノポットは従来方式と同様にエッジ部分に生成した。エッジ領域での高い温度勾配がカーボンナノポットの生成に必須であると考えて、項目(3)で触媒塗布基板を水平かつ下方（液面側）に向ける配置を取った。触媒塗布面（800℃程度）と原料液面（80℃程度）が9mm程度に近接するため、ナノポットの生成には有利となると期待した。しかし、ナノポットは触媒塗布領域のエッジ部に生成する傾向が認められた。一方で、カーボンナノチューブは触媒塗布領域全体に密に生成し、主に外径がφ50 nm程度、内径がφ40 nm程度という口径の大きな薄肉カーボンナノチューブが生成することを見出した。
カーボンナノポットのガス検知機能開発ならびに電気伝導機構の解明においては、二端子素子では雰囲気応答性に再現性が見られなかった。そこで、平行電極列上にナノポットを転載する技術開発を行い、四端子素子の作製を可能とした。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Tunable Chemical Coupling in Two-Dimensional van der Waals Electrostatic Heterostructures2019
Author(s)
Takaaki Taniguchi, Shisheng Li, Leanddas Nurdiwijayanto, Yu Kobayashi, Tetsuki Saito, Yasumitsu Miyata, Seiji Obata, Koichiro Saiki, Hiroyuki Yokoi, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Kazuhito Tsukagoshi, Yasuo Ebina, Takayoshi Sasaki, Minoru Osada
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 13
Pages: 11214-11223
DOI
Peer Reviewed
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