2016 Fiscal Year Annual Research Report
Low friction properties of graphene films
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26289024
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
崔 ジュン豪 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30392632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 孝久 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60152716)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グラフェン / 摩擦 / プラズマ利用イオン注入法 / 三次元イオン注入 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)プラズマ利用イオン注入成膜法（PBII&D法）を用いた大面積グラフェン膜の合成と層数の制御：平成２８年度は、PBII&D法を用いて炭素イオン注入を大面積（50X50mm2）にかつ均一に行うことでグラフェンを合成することに成功した。50X50mm2の面積はサンプルホルダーの面積であり、より大面積のホルダーを使用するとより大面積のグラフェンの合成が可能である。さらに、触媒金属として使用するニッケル膜の膜厚と炭素イオン注入量を制御することで、グラフェンの層数が制御ができることを明らかにした。また、炭素イオン注入深さとニッケル膜の厚さを同時に制御することで、イオン注入後のアニールの際、ニッケル膜の凝集が制御でき、SiO2に基板にグラフェンが直接合成できることを示した。
(2)グラフェンの摩擦特性評価：グラフェンの超潤滑性の解明のため、摩擦特性の評価を以下のとおり行った。①プラズマ改質による異原子修飾：グラフェンの表面にフッ素プラズマ処理を行い、表面にフッ素原子を修飾することで、グラフェンの耐久性が向上することを明らかにした。②摩擦相手材の制御：摩擦相手材として鋼球、異なる構造を有する非晶質炭素膜（PLC、DLC、GLC構造）を用いることで、グラフェンの超潤滑特性に対する摩擦相手材の影響を明らかにした。③摩擦雰囲気の制御：摩擦環境（雰囲気ガスおよび相対湿度）を制御することでグラフェンの超潤滑特性に対する雰囲気ガスの影響を明らかにした。さらに相対湿度を制御することで大気中におけるグラフェンの摩擦が制御できることを明らかにした。
(3)曲面形状物上への炭素イオンの注入：グラフェンを三次元形状物に応用するためには、炭素イオンの三次元イオン注入メカニズムを明らかにする必要があり、異なるスケールの三次元形状物に炭素イオン注入を行い、注入特性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Load dependent frictional response of vertically aligned single-walled carbon nanotude films2016
Author(s)
A S Westover, J Choi, K Cui, T Ishikawa, T Inoue, R Xiang, S Chiashi, T Kato, S Maruyama, C L Pint
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Journal Title
Scripta Materialia
Volume: 125
Pages: 63, 67
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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