2017 Fiscal Year Annual Research Report
Physical Properties and Applications of Fully Structure Controlled Carbon Nanotubes
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25220602
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
片浦 弘道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 首席研究員 (30194757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 丈士 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (30415707)
平野 篤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90613547)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、円二色性（CD）スペクトルから単層カーボンナノチューブ（SWCNT）のエナンチオマー（右巻き・左巻き）の純度を精密に評価することに世界で初めて成功したが、今年度はその成果をJACSに論文発表し、高い評価を受けた。今年度はSWCNTの発光効率の精密解析を行った。SWCNTでは、基礎吸収バンドの光吸収の波長と発光の波長がほとんど同じであることから、発光でSWCNTから放出された光子が再びSWCNTに吸収されてしまう、再吸収と呼ばれる現象が支配的となる。これまで、この再吸収の効果はあまり考慮されずに、発光スペクトルや発光効率が議論されていたが、今回単一構造SWCNTを用いることで、再吸収効果を厳密に議論することが可能になった。その結果、これまで報告されたSWCNTの高濃度域で生じる発光スペクトルの変化は、再吸収の効果ですべて説明可能で、SWCNT間の相互作用の効果はほとんどない事が初めて明らかとなった。この再吸収の効果を補正して、発光効率を正確に見積もったところ、SWCNTの構造に依存したファミリーパターンが得られ、それはE22励起状態からE11励起状態への光学フォノンによる緩和が支配的であるという理論計算の結果と良く一致することが分かった。一方、SWCNTの分離プロセスにはハイドロゲルが重要な役割を担っているが、これまで市販のゲルを使用しており、最適化ができていなかった。そこで今年度は、ポリマーの網目構造の異なるゲルを数種類作製し、SWCNTの分離能とゲル構造の相関を詳しく調べた。また、ゲルに吸着したSWCNT残渣を洗浄除去するため、ゲルの網目構造を自在に制御できる新たなゲル構造を発案し、実際に試作を行った。昨年度開発した、SWCNTの吸着能力が市販ゲルの１５倍の高性能ゲルの開発とも合わせ、SWCNT分離用ゲルの最適化を行った。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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