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Efficient synthesis of carbon nanotube from nanodiamond nuclei by controlling growth driving force

Research Project

Project/Area Number 26286015
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Nanomaterials chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kobayashi Yoshihiro  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30393739)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小松 直樹  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (30253008)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) Negishi Ryota  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30381586)
Research Collaborator Kiyoyanagi Noriko  日本化薬(株)
Arifuku Michiharu  日本化薬(株)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2014: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / ナノダイヤモンド / 成長駆動力 / 成長制御 / バイオセンサー / ナノ粒子 / 化学気相成長法 / 成長機構 / 薄膜トランジスタ / バイオセンサ / ナノ材料 / ナノチューブ・フラーレン / 電子デバイス / 成長核 / 気相成長
Outline of Final Research Achievements

Growth of single-walled carbon nanotube (CNT) from nanodiamond (ND) nuclei , non-metallic nanoparticle, was investigated to overcome the difficulty of very narrow growth condition and consequent low growth efficiency, resulting in demonstration of the advantage for practical use of high-purity CNT materials synthesized from ND. Single nm ND with very narrow size distribution was prepared by separation processes using high performance liquid chromatography. Driving force of CNT growth was optimized independently for the initial growth stage of CNT precursor formation and for the steady growth stage thereafter by adjusting the growth gas pressure and composition. Consequently, CNT growth efficiency was significantly improved to grow CNTs from very thin ND layer with narrow size distribution. Biosensor devices fabricated using high-purity CNT films grown from ND was shown to detect biomolecules selectively in very high sensitivity and wide range of their concentration.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report

Research Products

(61 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (45 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 5 results) Book (4 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Improving sensor response using reduced graphene oxide film transistor biosensor by controlling the pyrene adsorption as an anchor molecules2017

    • Author(s)
      Ryota Negishi, Yuji Matsui and Yoshihiro Kobayashi
    • Journal Title

      Japanese Jornal of Applied Physics

      Volume: in press

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    • Author(s)
      Minoru Fukumori, Pandey Reetu Raj, Taizo Fujiwara, Amin TermehYousefi, Ryota Negishi, Yoshihiro Kobayashi, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
    • Journal Title

      Japanese Jornal of Applied Physics

      Volume: in press

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      根岸 良太、小林 慶裕
    • Journal Title

      ナノ学会会報

      Volume: 15 Pages: 39-45

    • NAID

      40021178173

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      Ryota Negishi, Masashi Akabori, Takahiro Ito, Yoshio Watanabe and Yoshihiro Kobayashi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/srep28936

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    • Author(s)
      1.T. Ishida, Y. Miyata, Y. Shinoda and Y. Kobayashi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 025103-025103

    • DOI

      10.7567/apex.9.025103

    • NAID

      210000137793

    • ISSN
      1882-0778, 1882-0786
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    • Author(s)
      Hirofumi Tanaka, Ryo Arima, Minoru Fukumori, Daisuke Tanaka, Ryota Negishi, Yoshihiro Kobayashi, Seiya Kasai, Toyo Kazu Yamada and Takuji Ogawa
    • Journal Title

      Scientific report

      Volume: 5 Pages: 12341-12341

    • DOI

      10.1038/srep12341

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    • Author(s)
      Y. Kobayashi*, T. Ishida, Y. Miyata and Y. Shinoda
    • Journal Title

      MRS Proc.

      Volume: 1786 Pages: 31-36

    • DOI

      10.1557/opl.2015.765

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      R. Negishi and Y. Kobayashi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 105

    • DOI

      10.1063/1.4905087

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      大畑 惇貴、 有福 達治、清柳 典子、 仙波 弘樹、 小林 慶裕
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      2017-03-14
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      根岸 良太、山元 克真、Reetu Raj Pandey、藤原 泰造、田中 啓文、小林 慶裕
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      2017-03-14
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      2017-03-14
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      石田俊、大畑惇貴、小林慶裕
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      2017-03-14
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      根岸良太、小林慶裕
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      ナノ学会 ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム
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      グラウンドパレス川端(秋田県大曲市)
    • Year and Date
      2016-12-26
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    • Author(s)
      根岸良太、赤堀誠志、伊藤孝寛、渡辺義夫、小林 慶裕
    • Organizer
      第36回表面科学学術講演会、第57回真空に関する連合講演会
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      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-29
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      Ryota Negishi, Yuji Matsui, Yoshihiro Kobayashi
    • Organizer
      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテル京都(京都)
    • Year and Date
      2016-11-08
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      根岸 良太、山元 克真、劉 柏麟、田中 啓文、小林 慶裕
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      第77回応用物理学会秋季学術講演会
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      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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      2016-09-13
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      第77回応用物理学会秋季学術講演会
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      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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      2016-09-13
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      第77回応用物理学会秋季学術講演会
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      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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      2016-09-13
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      R. Negishi, M. Akabori, T. Ito, M. Nakatake, Y. Watanabe and Y. Kobayashi
    • Organizer
      16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and low-dimensional materials
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      ウイーン大学(オーストリア)
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      2016-08-07
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    • Organizer
      16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and low-dimensional materials
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      ウイーン大学(オーストリア)
    • Year and Date
      2016-08-07
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      T. Ishida, Y. Hikita, Y. Shinoda and Y. Kobayashi
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      ウイーン大学(オーストリア)
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      2016-08-07
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      根岸 良太、伊藤 孝寛、赤堀 誠志、渡辺 義夫、小林 慶裕
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大、東京
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      2016-03-19
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      加瀬 寛人、松井 祐司、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大、東京
    • Year and Date
      2016-03-19
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
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      東工大、東京
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      2016-03-19
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      東工大、東京
    • Year and Date
      2016-03-19
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      加瀬 寛人、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
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      名古屋国際会議場、名古屋
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      2015-09-13
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      第76回応用物理学会秋季学術講演会
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      名古屋国際会議場、名古屋
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      2015-09-13
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      第76回応用物理学会秋季学術講演会
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      名古屋国際会議場、名古屋
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      2015-09-13
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      R. Negishi, M. Matsuzaki, M. Akabori, S. Yamada, T. Ito, Y. Watanabe and Y. Kobayashi
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      名古屋大学、名古屋
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      2015-06-28
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      H. Kase, R. Negishi, M. Arifuku, N. Kiyoyanagi and Y. Kobayashi
    • Organizer
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
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      名古屋大学、名古屋
    • Year and Date
      2015-06-28
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      A. Hayashi, R. Shiina, M. Arifuku, N. Kiyoyanagi, Y. Kobayashi
    • Organizer
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
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      名古屋大学、名古屋
    • Year and Date
      2015-06-28
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      T. Ishida, Y. Miyata, Y. Shinoda and Y. Kobayashi
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      名古屋大学、名古屋
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      2015-06-28
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      Yoshihiro Kobayashi, Takashi Ishida, Yuichiro Miyata, Yoshihiko Shinoda
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      San Francisco, California,USA
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      San Francisco, USA
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      2015-04-06
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      東海大学、神奈川県
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      2015-03-11 – 2015-03-15
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      根岸良太, 赤堀誠志, 山田省二, 伊藤孝寛, 渡辺義夫, 小林慶裕
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      第 48 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
      東京大学、東京都
    • Year and Date
      2015-02-21 – 2015-02-23
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      根岸良太
    • Organizer
      第4回名大シンクロトロン研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学、愛知県
    • Year and Date
      2015-01-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 金属触媒フリーナノカーボン形成とバイオセンサー応用2015

    • Author(s)
      小林慶裕
    • Organizer
      平成26年度 第3回カーボンナノ材料研究会
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター、大阪府
    • Year and Date
      2015-01-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Improvement of electrical performance in the reduced graphene oxide films prepared by thermal treatment in ethanol vapor toward sensor applications2014

    • Author(s)
      R. Negishi, M. Matsuzaki, M. Akabori, S. Yamada and Y. Kobayashi
    • Organizer
      27th International Microprocesses and Nanotechnology conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 還元・構造修復に伴う酸化グラフェン薄膜のキャリア伝導機構変化2014

    • Author(s)
      根岸 良太、赤堀 誠志、山田 省二、小林 慶裕
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノダイヤモンドから成長した金属フリーカーボンナノチューブの薄膜トランジスタ特性とセンサー応用2014

    • Author(s)
      加瀬 寛人、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオセンサー高感度化に向けたグラフェン上ピレン吸着密度定量解析2014

    • Author(s)
      松井 祐司、根岸 良太、小林 慶裕
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化グラフェン薄膜トランジスタを用いたフラグメント抗体によるタンパク質の選択的検出2014

    • Author(s)
      松崎 通弘、根岸 良太、大野 恭秀、前橋 兼三、松本和彦、小林 慶裕
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブアンジップの構造依存性2014

    • Author(s)
      福森 稔、田中 啓文、根岸 良太、小林 慶裕、田中 大輔、小川 琢治
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabricating very short channels in organic field effect transistors by dielectrophoresis technique2014

    • Author(s)
      R. Negishi, T. Murata, J. Takeya and Y. Kobayashi
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 極薄ナノダイヤモンド層からの単層カーボンナノチューブ成長2014

    • Author(s)
      椎名 諒, 林 明生, 根岸 良太, 有福 達治, 清柳 典子, 小林 慶裕
    • Organizer
      第47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
      名古屋大学、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 陽炉を用いた酸化グラフェン超高温処理による構造修復2014

    • Author(s)
      石田 俊, 宮田 雄一朗, 山元 克真, 楠本 太郎, 篠田 佳彦, 小林 慶裕
    • Organizer
      第47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
      名古屋大学、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アンジップされたカーボンナノチューブ上のグラフェン層成長による多層グラフェンナノリボンの形成2014

    • Author(s)
      北川 治樹, 根岸 良太, 田中 啓文, 福森 稔, 小川 琢治, 小林 慶裕
    • Organizer
      第47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
      名古屋大学、愛知県
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] “酸化グラフェンの還元法とグラフェン合成 熱還元法”、松本泰道(監修)「酸化グラフェンの機能と応用」の分担執筆2016

    • Author(s)
      小林慶裕
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] “ラマン分光法によるグラフェンの構造評価とイメージング”、丸山茂夫(監修)「カーボンナノチューブ・グラフェンの応用研究最前線」の分担執筆2016

    • Author(s)
      小林慶裕、奥野義人、尾崎幸洋、中田靖
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] 酸化グラフェンの還元法とグラフェン合成:熱還元法 (松本泰道(監修)、酸化グラフェンの機能と応用の一部)2016

    • Author(s)
      小林慶裕
    • Total Pages
      400
    • Publisher
      (株)シーエムシー出版
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 酸化グラフェンの熱的・化学的な還元によるグラフェン作製技術(新谷紀雄(監修)「グラフェンコンポジット」第1章第2節)2014

    • Author(s)
      小林慶裕
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      S&T出版
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院工学研究科精密科学・応用物理学専攻ナノマテリアル領域ホームページ

    • URL

      http://www.ap.eng.osaka-u.ac.jp/nanomaterial/

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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 ナノマテリアル領域

    • URL

      http://www.ap.eng.osaka-u.ac.jp/nanomaterial/

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      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電界効果トランジスタおよびそれを用いたセンサ2014

    • Inventor(s)
      小林 慶裕,他 5名
    • Industrial Property Rights Holder
      小林 慶裕,他 5名
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-162737
    • Filing Date
      2014-08-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] グラフェン薄膜の製造方法、並びにグラフェン薄膜を備えた電子素子およびセンサ2014

    • Inventor(s)
      根岸 良太、小林 慶裕、松崎 通弘
    • Industrial Property Rights Holder
      根岸 良太、小林 慶裕、松崎 通弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-172628
    • Filing Date
      2014-08-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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