2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25790001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小幡 誠司 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (90616244)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | グラフェン / モアレ / STM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、モアレ構造を利用した分子ネットワークの作製を試みた。鉄フタロシアニンの成長ではモアレ構造やドメイン境界にその成長が大きく影響を受けることを原子レベルで見出した。また、最終年度は、東京大学野崎研究室により新規に合成された含窒素有機化合物を用いた分子ネットワークの作製を試みた。この物質は歪みをもったグラフェンと温和な条件下で化学結合することが考えられており、モアレパターンに由来するグラフェンの歪みにより、位置選択的に結合することを期待した。分子間力による分子ネットワークと比較し、化学結合による安定な構造の作製を目指した。この分子は酸素還元活性を示すと予測された部位に窒素を含んでおり、カーボンアロイ触媒としての機能も持つことも期待された。蒸着による成膜を試みたが、グラフェンと有機物の間で化学結合を有するには至らなかった。k-cell内で二量化してしまったことが原因と考えられる。そこで、グラフェンを作製後に溶液中での反応により、分子ネットワークの作製を試みた。その試料を徐々に真空中で加熱しながら、XPSおよびSTMを測定した。XPSからは600℃付近まで加熱しても、窒素の位置は変化せず、酸素還元活性の高い位置に保持されること、炭素と窒素の組成比から一層のグラフェンの上にsub-monolayerの量が成膜されている事がわかった。さらにSTM測定から1 nm程度の高さと数 nmの幅をもった粒状の構造がグラフェン一面を覆っていることがわかった。これらの結果は溶液中での反応により、グラフェンと有機分子が化学的に結合し、安定なネットワークを構成したことを示唆する。モアレ構造との相関は残念ながら見られなかったが、HOPGを用いた同様の実験では、粒状の物質は部分的にしか確認されず、当初の目的の様に基板上に成長したグラフェンが新奇なネットワーク形成に寄与していることを見出した。
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Research Products
(3 results)
