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酸化グラフェンへのVUVアシスト化学ドーピングによる発光機能発現の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J10757
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ材料工学
研究機関京都大学

研究代表者

屠 宇迪  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード酸化グラフェン / グラフェン / 電流計測原子間力顕微鏡 / 真空紫外光 / オプトエレクトロニクス / 光検出器 / フォトルミネッセンス / 発光トランジスタ / エレクトロルミネッセンス
研究実績の概要

本申請課題では,これまでに培った酸化グラフェン(GO)の真空紫外(VUV)光還元技術を踏まえて,GOの化学・光化学修飾により,GOの光電気特性を研究するとともに,GOの構造や電気伝導などに関する学術基盤に寄与することを目的とする.VUV光を基盤とするGOの微細加工・電子物性制御・機能化技術の開発およびデバイスへの応用と展開する.本年度は以下の2つの研究を遂行した.
(1)光電気化学や光触媒反応において有望な基板材料であるシリコンは,酸化環境で容易に表面酸化膜が形成し,絶縁となる.この酸化を防止するために,GOを水素終端化シリコン(H-Si)基板表面に担持した.さらに,VUV光またはUV光を照射することでGOを還元した.XPS元素分析によりGOの光還元メカニズムを解明した.さらに,電流計測原子間力顕微鏡(CAFM)によりGO還元体(rGO)の被覆したH-Si領域が導電性を持つことを確認し,rGOの酸化防止効果を証明した.
(2)グラフェン光検出デバイスは高速応答特性及び広い応答範囲を有するため,相関研究が盛んでいる.当研究では,グラフェンの代わりにrGOと金ナノ粒子(AuNPs)の複合体をチャネル材料として用い,AuNPsの局所表面プラズモン共鳴により,可視光領域での高いネガティヴ光応答性を有する光検出デバイスを開発した.
以上の研究は論文2報投稿した.加えて,CAFMによるGO・rGOの電気特性評価についても論文1報投稿した.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Fabrication of reduced graphene oxide micro patterns by vacuum-ultraviolet irradiation: From chemical and structural evolution to improving patterning precision by light collimation2017

    • 著者名/発表者名
      Tu Yudi、Nakamoto Hiroshi、Ichii Takashi、Utsunomiya Toru、Khatri Om Prakash、Sugimura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 119 ページ: 82-90

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2017.04.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancing the electrical conductivity of vacuum-ultraviolet-reduced graphene oxide by multilayered stacking2017

    • 著者名/発表者名
      Tu Yudi、Utsunomiya Toru、Ichii Takashi、Sugimura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena

      巻: 35 号: 3

    • DOI

      10.1116/1.4982722

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of Reduced Graphene Oxide on Hydrogen-Terminated Silicon Substrate as a Transparent Conductive Protector2017

    • 著者名/発表者名
      Tu Yudi、Utsunomiya Toru、Kokufu Sho、Soga Masahiro、Ichii Takashi、Sugimura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 41 ページ: 10765-10771

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b01688

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decoration of reduced graphene oxide by gold nanoparticles: an enhanced negative photoconductivity2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Qi、Tu Yudi、Ichii Takashi、Utsunomiya Toru、Sugimura Hiroyuki、Hao Lifeng、Wang Rongguo、He Xiaodong
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 38 ページ: 14703-14709

    • DOI

      10.1039/c7nr05143c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vacuum-ultraviolet promoted oxidative micro photoetching of graphene oxide2016

    • 著者名/発表者名
      Yudi Tu, Toru Utsunomiya, Takashi Ichii, and Hiroyuki Sugimura
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials and Interfaces

      巻: - 号: 16 ページ: 10627-10635

    • DOI

      10.1021/acsami.6b00994

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 厚さ低減=還元? 酸化グラフェンの構造に関する新たな知見2017

    • 著者名/発表者名
      屠宇迪,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] High-resolution patterning of graphene oxide on Si substrate by vacuum-ultraviolet photoreduction2017

    • 著者名/発表者名
      Yudi Tu,Toru Utsunomiya,Takashi Ichii,Hiroyuki Sugimura
    • 学会等名
      Symposium on Surface Science & Nanotechnology-25th Anniversary of SSSJ Kansai-
    • 発表場所
      Kyoto International Community House (KOKOKA), Kyoto, JAPAN
    • 年月日
      2017-01-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vacuum-ultraviolet Photochemical Fabrication of Micro Conductive Reduced Graphene Oxide Patterns: Light Collimation to Improve Patterning Precision2017

    • 著者名/発表者名
      Tu Yudi, Utsunomiya Toru, Ichii Takashi, Khatri Om Prakash, Sugimura Hiroyuki
    • 学会等名
      Grapchina2017 - International Graphene Innovation Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Reduced Graphene Oxide Micro Patterns by Vacuum-ultraviolet Irradiation: from Chemical and Structural Evolution to Improving Patterning Precision by Light Collimation2017

    • 著者名/発表者名
      Tu Yudi, Utsunomiya Toru, Ichii Takashi, Sugimura Hiroyuki
    • 学会等名
      Recent Progress in Graphene & 2D Materials Research (RPGR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化グラフェンの熱アシスト光還元2016

    • 著者名/発表者名
      屠宇迪,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • 学会等名
      第18回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      甲南大学ポートアイランドキャンパス,兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Enhancing the Electrical Conductivity of VUV-reduced Graphene Oxide by Multilayered Stacking2016

    • 著者名/発表者名
      Yudi Tu,Toru Utsunomiya,Takashi Ichii,Hiroyuki Sugimura
    • 学会等名
      AVS 63rd International Symposium & Exhibition
    • 発表場所
      Music City Center, Nashville, Tennessee, USA
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KMnO4/H+二次酸化による酸化グラフェンの蛍光増強2016

    • 著者名/発表者名
      屠宇迪,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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