2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the Unzip Mechanism to Form Single-layer Graphene Nanoribbons and the Creation of Innovative Functions
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19H02559
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 啓文 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90373191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
雲林院 宏 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40519352)
田中 大輔 関西学院大学, 理学部, 教授 (60589399)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 探針増強ラマン / ラジカル開始剤 / アンジップ / エッジ構造 / 銀ナノワイヤー探針 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.グラフェンナノリボン作製の為のアンジップ剤の選定
LSI 等無機半導体に替わるナノスケールの配線材料として期待されているグラフェンナノリボン(GNR)を水溶性にすることで、GNRと原料のカーボンナノチューブ（CNT）を分離するなど利便性の向上を目的とした。GNRの作製方法のひとつであるアンジップ（UZ）法について、CNT上の欠陥へのラジカル作用によりCNTの開裂が見出された。そこで、水溶性ラジカル重合開始剤である4,4'-Azobis(4-cyanovaleric Acid)を用い親油性溶媒中でUZにより得られたGNRに水を加え攪拌した後、各々の分離層の吸光度スペクトルを測定し、水層からのみGNRが確認でき、水溶性GNRの作製に成功した。
2.アンジップGNRの探針増強ラマン測定
1時間超音波処理による化学的UZ反応過程で得られたGNRの探針増強ラマン分光法（TERS）による一本レベルの構造と化学組成を空間分解能10nm程度で測定した。2層カーボンナノチューブをアンジップして得られた内層由来と外層層由来のGNRに、系統的な欠陥量の差異が認められた。内層由来 ではほぼ「欠陥なし」に近く、外層由来では全面に欠陥が分布していた。また、多数のGNRのエッジ構造がZigzag、Chiral、Armchairなど多様に分布していると推測される結果が得られた。これは、分光的観点では化学的アンジップGNRのTERS解析の初例であり、一本レベル観測でGNRのエッジ構造を議論したのも初である。一本のGNR内でZigzag-richとArmchair-rich構造の両者が同時観測された場合、そのキンク部分のなす角度が107°で、UZの方向が2方向となる部分の併存構造と考えられ、将来的にTEM観察により各々のエッジ構造を確定させたい。UZ時のエッジ構造の解明も初で、UZ機構の解明に大きく前進した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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