2021 Fiscal Year Research-status Report

電界電子放出中におけるカーボンナノチューブからの光放出の特性解明

Research Project

Project/Area Number	19K05001
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	安坂幸師名古屋大学, 工学研究科, 講師 (50361316)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	カーボンナノチューブ / 電界放出 / 発光 / その場透過電子顕微鏡法
Outline of Annual Research Achievements	カーボンナノチューブは、直径がナノメートルサイズと小さく、先端が先鋭で、アスペクト比が大きいことに加え、機械的強度や、電流密度耐性、熱伝導性、化学的表面安定性、高温耐熱性に優れていることから、低電圧で電子を電界放出する高輝度電子源（エミッタ）の材料として注目されている。最近、カーボンナノチューブ薄膜の電界放出中に薄膜近傍において発光を観測した。本研究では、電界放出中に発現するカーボンナノチューブからの発光について基礎特性および発現機構を明らかにするために、カーボンナノチューブ電子エミッタを作製して透過電子顕微鏡の中で電界放出実験を実施し、電界放出中のカーボンナノチューブ電子エミッタの構造を動的に観察しながら、その場で電圧や放出電流、発光スペクトルの変化を同時に測定し、カーボンナノチューブの構造と電界放出および発光との関係を究明する。本年度、先端が一本のカーボンナノチューブからなる電子エミッタを用いた透過電子顕微鏡内その場電界放出実験の観察測定結果の解析を実施した。その結果、これまでに見出した450-850 nmの測定波長域において観測される、ブロードなピークにシャープなピークが重畳する発光スペクトルは、カーボンナノチューブからの発光によるものであり、カーボンナノチューブの先端構造と関係していることが示唆された。今後、電界放出中に発現するカーボンナノチューブからの発光について、特にカーボンナノチューブの先端構造との関係に着目して研究を推進する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和3年度の研究の進捗について新型コロナウイルス感染症の影響もあり遅れが生じた。
Strategy for Future Research Activity	基本的に研究計画に沿って実施する。透過電子顕微鏡内その場観察測定法による、カーボンナノチューブ電子エミッタの構造、特に、カーボンナノチューブの先端形状、長さ、直径、層数などの原子レベルの構造と、電界放出特性、および発光特性の評価・解析を推進する。
Causes of Carryover	研究の遅れにともない予算執行について検討する必要が生じ、次年度使用額が生じた。繰越金については本研究の遂行に必要となる経費に有効かつ計画的に使用する。