Creation of One-Dimensional Carbon-Sulfur Hybrids toward the Little-type Superconducting Model

Research Project

Project/Area Number	17H03390
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Research Field	Inorganic materials/Physical properties
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	藤森利彦信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 准教授(特定雇用) (60586824)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Declined (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000) Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000) Fiscal Year 2017: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Keywords	一次元原子鎖 / カーボンナノチューブ / 硫黄 / 一次元伝導体 / 超伝導
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、未踏・新奇な「リトル型高温超伝導モデル」の実験的な合成をめざし、下記の研究課題を実施した。 (1)電気特性の定まった金属型あるいは半導体型カーボンナノチューブを出発物質として用い、一次元硫黄鎖を複合したハイブリッド材料（S@CNT）を作製した。平均直径の異なる３種類のカーボンナノチューブを鋳型として材料創製を進め、透過型電子顕微鏡観察・走査型電子顕微鏡観察やラマン分光法等により合成したサンプルのキャラクタリゼーションを行った。カーボンナノチューブの直径に依存して内包硫黄の原子配列が、一本長鎖・二本長鎖・三原子分子鎖を形成することを見出した。さらに、硫黄の三原子分子鎖がカーボンナノチューブ壁との電荷移動相互作用によりラジカル化していることを明らかにした。これにより、当初は予想していなかったLi-S二次電池材料への新機能創出につながる研究成果が得られた（K. Urita, T. Fujimori et al. ACS Applied Energy Materials (2018).) (2) これまで本研究者が開発してきた「その場SEM観察-極低温電気伝導測定システム」の改良を進めた。具体的には、上記の既設装置で分析可能であったメゾスケール材料のミクロ構造・電気伝導特性を調べるとともに、さらに本研究の要となる「挿入イオンの空間分布」をマッピングするための「微小領域測定用エネルギー分散型X線分析装置」を導入した。予備試験の結果は良好であり、「メゾ構造」・「電気特性」・「元素分布」同時計測システムの構築に成功した。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。