廃プラスチックを利用したCVD法による巨大粒径グラフェンの合成と透明導電膜の開発

• 研究課題/領域番号: 15K21076
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料化学; 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: カリタ ゴラップ 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20615629)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: Graphene / グラフェン / graphene

研究成果の概要

本研究では、廃プラスチックやポリスチレン等を原料にし、大気圧・減圧CVD法による大粒径グラフェンの合成について研究をした。アニール処理により銅箔の酸化物層を作製し、大粒径グラフェンの成長について実験をした。アルゴンと水素のアニーリングにより核形成を制御でき、ポリスチレンを原料としたCVD法により大粒径グラフェンの合成に成功した。また、廃プラスチックを原料とし、1.6mm大粒径グラフェンが形成された。さらに、本CVD法により、合成されたグラフェン膜で透明電極を作製し、透過率90%でシート抵抗120Ω/Sqが達成された。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of copper foil polycrystalline structure on graphene anisotropic etching (2017)
  • 著者名/発表者名: K. P. Sharma, R. D. Mahyavanshi, G. Kalita (corresponding author), M. Tanemura
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 393 ページ: 428-433
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.10.018
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Morphology-Controlled Synthesis of Hexagonal Boron Nitride Crystals by Chemical Vapor Deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Sharma, K. Sharma, M. S. Rosmi, Y. Yaakob, Mona I. Araby, H. Ohtani, G. Kalita, M. Tanemura
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des. 巻: 16 号: 11 ページ: 6440-6445
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.6b01110
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of copper foil annealing process on large graphene domain growth by solid source-based chemical vapor deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: K.P.Sharma, S.Sharma, S.M.Shinde, G.kalita (corresponding author), M.Tanemura
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 51 ページ: 7220-7228
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optimization of CVD parameters for graphene synthesis through design of experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Papon, C. Pierlot, S. Sharma, S. M. Shinde, G. Kalita, and M. Tanemura
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi B 巻: 00 号: 5 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1002/pssb.201600629
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of copper foil annealing process on large graphene domain growth by solid source-based chemical vapor deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: K.P.Sharma, S.Sharma, S.M.Shinde, G.kalita (corresponding author), M.Tanemura
  • 雑誌名: Journal of Materials Science (2016) 巻: - ページ: 1-9
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure dependent hydrogen induced etching features of graphene crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: 2.A.Thangaraja, S.Shinde, G.Kalita (corresponding author), M.Tanemura
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 25
  • DOI: 10.1063/1.4922991
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Controlling Morphology of hBN crystals during chemical vapor deposition synthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: S. sharma, G. Kalita, M. Tanemura
  • 学会等名: 第64回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2017-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] CuNi binary alloy catalyst for growth of nitrogen substituted graphene by low pressure chemical vapor deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Papon, K. P. Sharma, R. D. Mahayavanshi, S. Sharma, R. Vishwakarma, M. S. Rosmi, T. Kawahara, J. Cline, G. Kalita, M. Tanemura
  • 学会等名: 第64回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Synthesis of uniform monolayer graphene on copper from (2016)
  • 著者名/発表者名: M. S. Rosmi, S. M. Shinde, N. D. A. Rahman, A. Thangaraja, S. Sharma, K. P. Sharma, Y. Yaakob, R. Vishwakarma, S. A. Bakar, G. Kalita, H. Ohtani, M. Tanemura
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Formation of Particular Graphene Structures Through H2 Induced Anisotropic Etching (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Papon, S. Sharma, S. M. Shinde, A. Thangaraja, G. Kalita, M. Tanemura
  • 学会等名: 11th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2016)
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2016-04-17
• [学会発表] Role of Copper Substrate Annealing on Graphene Crystal Synthesis by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: K. P. Sharma, S. Sharma, G. Kalita, M. Tanemura
  • 学会等名: 11th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2016)
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2016-04-17
• [学会発表] Role of Copper Substrate Annealing on Graphene Crystal Synthesis by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: K.P.Sharma, S.Sharma, G.Kalita, M.Tanemura
  • 学会等名: 11th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2016-04-17
  • 国際学会
• [学会発表] Optimization of CVD parameters for graphene synthesis through designs of experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: R.Papon, C.Pierlot, S.Sharma, S.Shinde, G.Kalita, M.Tanemura
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2016-03-19
• [図書] Graphene Science Handbook (2016)
  • 著者名/発表者名: G.Kalita, M.Umeno, M.Tanemura
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Crc press taylor & francis group