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高結晶性カーボンナノコイルの作製及びその電界放出機構

研究課題

研究課題/領域番号 15710093
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関大阪府立大学

研究代表者

潘 路軍  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50326279)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードカーボンナノコイル / カーボンナノチューブ / 電界放出 / 電界放出顕微鏡 / 放出サイト / 閾値電圧 / 有限要素法 / 曲率半径 / 触媒 / 化学気相成長法 / 成長メカニズム / 電界集中
研究概要

電界放出顕微鏡(FEM)による孤立したカーボンナノコイルの電界放出の研究
1)有限要素法によるカーボンナノチューブとカーボンナノコイル先端の電界分布の分析:カーボンナノチューブとカーボンナノコイルは先端の曲率半径の増大につれ、先端に集中している電界強度が弱くなることと、同じ先端曲率半径をもつカーボンナノチューブとカーボンナノコイルの先端に集中している電界強度はほぼ同程度であることが分かった。またカーボンナノチューブは先端のみ電界が集中するに対してカーボンナノコイルはその第一巻きの表面に電界が集中することが分かった。このことから、カーボンナノコイルはカーボンナノチューブと同レベルの放出閾値電圧を持ち、しかもカーボンナノチューブよりも放出サイトが多いであることを示し、高効率な電子放出源への応用が期待される。
2)電子顕微鏡内に一本のカーボンナノコイルをタングスタン針先端に接続させ固定し、超高真空(10^<-10>torr台)チャンバーに陰極であるステージに取り付け、蛍光体を塗布した陽極プレートとの間に電圧を印加し、電界放出時の電流-電圧特性と放出パターンを同期に観測した。I-V測定において、電圧の増加時にステップ状の電流の増加が見られ、それと同時に放出パターンが反時計回りに回転し始め、約360°の回転が観察された。また放出パターンに複数の輝点があるので、カーボンナノコイルの放出サイトがナノチューブより多いことがわかり、有限要素法の計算結果と一致する。さらにナノコイルが印加された電界の方向に配向したこと、コイルの巻き数が1巻き増えたことが分かった。これは強電界中のナノコイルに働いた静電気力、コイルに流れた大電流により引き起こされた構造変化によるストレス緩和効果によるものと考えられる。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Comparison of Field Emission from Side Wall and Tip of an Individual Carbon Nanotube2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Konishi, S.Hokushin, H.Tanaka, L.Pan, S.Akita, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・4A(In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Morphology on Field Emission Properties of Carbon Nanocoils and Carbon Nanotubes2005

    • 著者名/発表者名
      L.Pan, Y.Konishi, H.Tanaka, O.Suekane, T.Nosaka, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・4A(In press

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Field Emission from a Stand-Along Carbon Nanocoil2005

    • 著者名/発表者名
      S.Hokusin, Y.Konishi, H.Tanaka, L.Pan, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      第28回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム予稿集

      ページ: 83-83

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of Field Emission Properties of Carbon Nanocoils for Imaging Materials2004

    • 著者名/発表者名
      L.Pan, Y.Konishi, H.Tanaka, Y.Nakayama, O.Suekane, T.Nosaka
    • 雑誌名

      Chn.J.Sci.Instr. 25・4

      ページ: 72-75

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 孤立カーボナノチューブの電界放出特性2004

    • 著者名/発表者名
      潘路軍, 田中博由, 小西康元, 秋田成司, 中山喜萬
    • 雑誌名

      Japan Hardcopy 2004論文集

      ページ: 229-232

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Instability of Field Emission from a Standalone Multiwalled Carbon Nanotube with an Insulator Barrier2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, S.Akita, L.Pan, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・2

      ページ: 864-867

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Instability of Field Emission from a Standalone Multiwalled Carbon Nanotube with an Insulator Barrier2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, S.Akita, L.Pan, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・4A

      ページ: 1651-1654

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] In Situ Study of Fe/ITO Catalysts for Carbon Nanocoil Growth By X-Ray Diffraction Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      N.Nishimura, L.Pan, Y.Nakayama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・8A

      ページ: 5665-5666

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of Field Emission Properties of Carbon Nanotubes and Nanocoils2004

    • 著者名/発表者名
      L.Pan, T.Shoji, S.Hokusin, S.Chakrabati, Y.Nakayama, O.Suekane
    • 雑誌名

      Proc.of The 5^<th> Japan-Korea Joint Symposium on Imaging Materials and Technologies

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth and Mechanical and Field Emission Properties of Carbon Nanocoils2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakayama, L.Pan, O.Suekane, T.Nosaka, T.Nosaka Toshikazu
    • 雑誌名

      Proc.of 1^<st> Japan-Korea Symposium on Carbon Nanotubes

      ページ: 31-31

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 播路軍, 末金皇, 野坂俊紀, 岡崎信治, 田中博由, 中山喜萬: "Fe-In-Sn-O混合触媒で作製したカーボンナノコイルの電界放出特性"Japan Hardcopy 2003論文集. 143-146 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakayama, L.Pan, O.Suekane, T.Nosaka: "Field Emission from Carbon Nanocoils Synthesized by Using FC-In-Sn-O Composite Catalyst"Proc.of IS & T's NIP19 : International Conference on Digital Printing Technologies. 727-730 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishimura, L.Pan, Y.Nakayama: "In-situ X-ray Analysis of Fe/ITO Catalyst for Synthesis of Carbon Nanocoils"Abstract of International Conference on the Science and Application of Nanotubes 2003. 37 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka, S.Akita, L.Pan, Y.Nakayama: "Daisy-like Field Emission Images from Standalone Open-end Carbon Nanotube"Jpn.J.Appl.Phys.. 43/2A. L197-L199 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka, S.Akita, L.Pan, Y.Nakayama: "Comparison of Capped Carbon Nanotube with Open-Ended One for Field Emission"Jpn.J.Appl.Phys.. 43/3B. L427-L429 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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