導電性多孔質の電子輸送現象と物性制御

• 研究課題/領域番号: 08740536
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能・物性・材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 佐藤 博彦 東京工業大学, 理学部, 助手 (90262261)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 活性炭素繊維 / グラファイト / 多孔質 / 吸着 / 電気伝導度 / 量子サイズ効果 / 誘電率 / ホッピング

研究概要

(1)活性炭素繊維にリチウムを導入するため、金属リチウムと活性炭素繊維をステンレス管に封入し、気相法による反応を試みた。しかし現在のところ、この方法では、主に炭化リチウムができてしまい、目的の物質を得るには至っていない。今後は、溶液法や、電気化学的手法によりリチウムの挿入を試す必要がある。(2)室温や、60℃程度の温度で活性炭素繊維に酸素ガスを吸収させると、電気抵抗が急激に減少したのち、長時間にわたりゆっくりと増加する現象が見出された。この現象は、他のガスの吸収においては見られないため、酸素のみの特異な性質であることが明らかになった。酸素は、低温で活性炭素繊維に物理吸着することが知られているが、今回の結果は、室温付近で酸素が化学吸着され、さらにマイクログラファイトから酸素原子へ電荷移動が生じている事を示唆している。バルクのグラファイトは、室温付近のでは酸素と反応しないため、今回発見された現象は、高表面積の活性炭素繊維の化学的活性に由来すると考えられる。今後、熱天秤やマススペクトロスコピーなどの分析や、磁化率や熱起電力などの物性測定により、詳細を明らかにしていきたい。(3)活性炭素繊維のホッピング的電気伝導の詳細を調べるため、電気伝導度の周波数依存を調べた。室温付近では、DC-1MHzの周波数範囲で、電気抵抗の周波数依存は見られなかった。これは、ホッピングの特性時間が1μsec以下であることを示している。試料の形状の問題により、低温での測定は成功していない。