2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
25220602
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
片浦 弘道 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 首席研究員 (30194757)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 丈士 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (30415707)
藤井 俊治郎 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (80586347)
平野 篤 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (90613547)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
|
| Keywords | カーボンナノチューブ / 分離技術 / 半導体 / スペクトロスコピー |
|---|
| Research Abstract |
単一の構造を持った単層カーボンナノチューブ（SWCNT）を大量に分離するための高速クロマトグラフィー装置の設計・製作を行い、導入した。これまでに小規模レベルで実現している、多段のカラムを用いた手法や温度制御を行う手法を大型のカラムで大量に実現できるほか、新たな溶出法も検討できるように設計した。試運転として、新たな溶出法の検討を行ったところ、既存手法で必須であった試料の過剰投入を行うことなく、少量の試料から数種類の単一構造に近いSWCNTを得る事に成功した。また、極めて純度の高い半導体型SWCNTの溶出にも成功している。一方、SWCNTの単結晶を作製するには、分離で用いた分散剤を除去する必要がある。これまで、分散剤の残留については定量的な計測結果が報告されていない事から、嫌気下で試料を加熱して重量変化を調べる装置を導入し、試料に含まれる有機物の分解を検出する事に成功した。これを分析する事により、SWCNTに残留している分散剤の量や成分の同定が可能となった。この計測法をベースに、分散剤の残留を大幅に減らす手法の開発に成功した。また、高濃度でSWCNTを溶かす有機溶媒の検討も行い、有望な有機溶媒を見いだした。以上により、分離装置の整備と構造を分離精製されたSWCNTの単結晶育成に必要な基盤技術の整備がほぼ整った。これらの課題はポスドク２名とテクニカルスタッフ１名により、精力的に進められた。これらの成果の一部は、2014年3月に開催されたフラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウムをはじめとする国内外の学会で発表された。また、これまで既存の分離手法では不可能であったカイラル型の金属型SWCNTの構造分離にも着手し、わずかではあるものの、構造分離が行われている事を見いだした。本課題は、テクニカルスタッフ１名を採用し精力的に進めている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の中心は、SWCNTの構造分離を大量に行い、その単結晶を作製して物性を明らかにする事にある。本年度は、大量分離装置の導入が済み、新たな分離法の開発に成功した。また、分散剤の除去や有機溶媒の検討など、単結晶育成のための基盤技術開発に成功したことから、順調に推移していると判断される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度に導入したクロマトグラフィー装置を用いて、新たな分離法による大量分離技術の確立を目指す。これにより、提案時の手法に比べ分離効率の飛躍的向上が見込まれる。次に、物性研究において基本となるSWCNTの単結晶作製を推進する。単結晶SWCNTにより、X 線構造解析をはじめとする、精密物性測定に取り組む。SWCNTの結晶性評価として、ラマン測定系を整備し、SWCNTバンドルの配向度の評価を重点化する。また、単一構造SWCNTの純度評価として、２本のSWCNTを高温で融合して合成される新たなSWCNTの構造を統計的に調べる事により、鏡像異性体分離純度の評価（世界初）を行う。また、SWCNTの構造分離に伴い、超高純度の半導体型SWCNTも得られる事から、高移動度、高on/off 比を持った塗布型トランジスタの検討を行う。また、SWCNTのエネルギーデバイスへの応用として、太陽電池への応用も試みる。
|
-
-
[Journal Article] Ultrafast Generation of Fundamental and Multiple-order Phonon Excitations in Highly-Enriched (6,5) Single-Wall Carbon Nanotubes2014
Author(s)
Yong-Sik Lim, Ahmad R. T. Nugraha, Sung-Jae Cho, Min-Young Noh, Eun-Jin Yoon, Huaping Liu, Ji-Hee Kim, Hagen Telg, Erik H. Haroz, Gary D. Sanders, Sung-Hoon Baik, Hiromichi Kataura, Stephen K. Doorn, Christopher J. Stanton, Riichiro Saito, Junichiro Kono, and Taiha Joo
-
Journal Title
Nano Lett.
Volume: 14
Pages: 1426-1432
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 小径SWCNTの単一カイラリティ分離と光物性2014
Author(s)
魏 小均, 伊藤 靖浩, 平川 琢也, 平野 篤, 藤井 俊治郎, 宮内 雄平, 松田 一成, 田中 丈士, 片浦 弘道
Organizer
第46フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
Place of Presentation
東京大学、東京
Year and Date
20140303-20140305
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Efficiency improvement of PTB7:PC71BM organic solar cells by inserting LiF cathode buffer layer2013
Author(s)
Shunjiro Fujii, Tatsuki Yanagidate, Masaya Ohzeki, Yuichiro Yanagi, Yuki Arai, Takanori Okukawa, Akira Yoshida, Takeshi Tanaka, Yasushiro Nishioka, Hiromichi Kataura
Organizer
第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
Place of Presentation
大阪大学, 大阪府
Year and Date
20130805-20130807
-
-
[Presentation] UV, X-ray and e-beam irradiation effects of IR absorption bands in single-walled carbon nanotubes2013
Author(s)
Masao Ichida, Yasumitsu Miyata, Chihiro Ito, Toshiya Murakami, Yuka Ikemoto, Akira Kawakami, Kazuhiro Yanagi, Hiromichi Kataura, Hiroaki Ando
Organizer
第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
Place of Presentation
大阪大学, 大阪府
Year and Date
20130805-20130807
-
