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鉄内包カーボンナノチューブの集合体形成によるフレキシブル永久磁石の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K04899
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関三重大学

研究代表者

佐藤 英樹  三重大学, 工学研究科, 准教授 (40324545)

研究協力者 藤原 裕司  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード鉄内包カーボンナノチューブ / 永久磁石 / 集合体形成 / 化学気相成長法 / 高保磁力 / 強磁性金属内包カーボンナノチューブ / カーボンナノチューブ繊維 / 気体放電 / 磁気特性 / カーボンナノチューブ / 強磁性金属ナノワイヤ / カーボンナノチューブシート / ナノ材料 / 強磁性体
研究成果の概要

本研究では,磁気特性に優れた鉄内包カーボンナノチューブ(Fe@CNT)を用いた,高性能でフレキシブルな永久磁石の作製を目的とし,(1)Fe@CNTの磁気特性向上,(2)磁気特性が制御されたFe@CNTバルクの作製に必要な高効率Fe@CNT集積化法,について研究を行った。その結果,酸化ニッケル触媒薄膜を用いることで,従来よりも優れた磁気特性を有するFe@CNTの合成に成功した。また,気体放電を使用する新規CNT配向堆積法を開発,配向したFe@CNTフィラメントが形成できることを確認した。以上の結果より,高い磁気特性を有するFe@CNTの集積化が可能であることが実証された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

鉄内包カーボンナノチューブ(Fe@CNT)は優れた磁気特性を有しており,このFe@CNTでバルク集合体を作製できれば,軽量で柔軟性を有する,従来にない特徴を有する永久磁石を作製することが可能となり,様々な電気機器の高性能化に貢献することができる。しかしながら,Fe@CNTを集積化してバルクを作製することは従来不可能であった。本研究成果は,このFe@CNTのバルク作製が可能であることを初めて示したものであり,Fe@CNTによる高性能永久磁石実現の端緒を開くものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Elongation and resistance change of carbon nanotube filaments formed by gas discharge breakdown2019

    • 著者名/発表者名
      Seiji Funaki, Yuuki Mizushima, Hideki Sato
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SA ページ: SAAE05-SAAE05

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaec12

    • NAID

      210000135220

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of carbon nanotube filament bridging induced by gas discharge breakdown between electrodes2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Mizushima,Hideki Sato
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 1S ページ: 01AF09-01AF09

    • DOI

      10.7567/jjap.57.01af09

    • NAID

      210000148567

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気体放電を利用した繊維状カーボンナノチューブ作製プロセス2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤英樹
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 62 ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Interelectrode bridging of carbon nanotube fibrous assembly induced by gas discharge breakdown2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sato, Yuuki Mizushima, and Yusuke Komatsu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.4973994

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 気体放電によるカーボンナノチューブフィラメント形成における電極形状の影響2019

    • 著者名/発表者名
      廣村 雅俊,舩木 星志,佐藤 英樹
    • 学会等名
      2019年 第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Activation of carbon nanotube film by gas discharge breakdown2018

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Hiromura, Seiji Funaki, Hideki Sato
    • 学会等名
      The 31th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric-field-induced formation of carbon nanotube filaments2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Funaki, Yuuki Mizushima, Hideki Sato
    • 学会等名
      The 31th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Carbon Nanotube Fibrous Assembly by Gas Discharge Breakdown2018

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sato, Funaki Seiji, Mizushima Yuuki
    • 学会等名
      International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials Processing, Fabrication, Properties, Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 切断した気体放電誘起カーボンナノチューブフィラメントの再架橋現象2018

    • 著者名/発表者名
      舩木 星志、廣村 雅俊、佐藤 英樹
    • 学会等名
      2018年 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属針電極を用いた気体放電によるカーボンナノチューブフィラメント形成2018

    • 著者名/発表者名
      廣村 雅俊、舩木 星志、佐藤 英樹
    • 学会等名
      2018年 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鉄内包カーボンナノチューブの磁気特性の酸化ニッケル触媒膜厚依存性2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 望、佐藤 英樹、藤原 裕司
    • 学会等名
      2018年 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 積層触媒薄膜上に成長させた強磁性金属ナノワイヤ内包カーボンナノチューブの磁気特性2018

    • 著者名/発表者名
      岡 昌良, 飯田 望, 佐藤 英樹, 藤原 裕司
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属針電極を用いた気体放電による高効率カーボンナノチューブ紡績プロセスの検討2018

    • 著者名/発表者名
      廣村 雅俊, 舩木 星志, 佐藤 英樹
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High Efficiency Formation of Carbon Nanotube Filaments Induced by Gas Discharge Breakdown using Metal Needle Electrode2018

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Hiromura, Seiji Funaki and Hideki Sato
    • 学会等名
      11th International Symposium in Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気体放電によるカーボンナノチューブフィラメント形成における電極形状の影響2018

    • 著者名/発表者名
      廣村 雅俊,舩木 星志,佐藤 英樹
    • 学会等名
      2019年 第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 気体放電によって電極間に形成された鉄内包カーボンナノチューブフィラメント2018

    • 著者名/発表者名
      舩木 星志,水嶌 悠貴,飯田 望,佐藤 英樹
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄内包カーボンナノチューブの短尺化が磁気特性に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 望,佐藤 英樹,藤原 裕司
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Change of Electric Resistance of Carbon Nanotube Filaments Formed by Gas Discharge Breakdown during those Lengthening Process2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Funaki, Yuuki Mizushima and Hideki Sato
    • 学会等名
      10th International Symposium in Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Carbon Nanotube Filaments Induced by Gas Discharge Breakdown2018

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sato, Yuuki Mizushima and Seiji Funaki
    • 学会等名
      10th International Symposium in Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気体放電によるカーボンナノチューブフィラメント形成2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤英樹
    • 学会等名
      応用物理学会東海支部 ニューフロンティアリサーチワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スプレー堆積法で形成したカーボンナノチューブ薄膜の抵抗値の温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      原拓矢,佐藤英樹
    • 学会等名
      2017 年真空・表面科学合同講演会(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)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of graphene growth by tuning of catalyst film2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tamai, Yukihiko Akiyoshi, Hideki Sato, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes (ISSP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of interelectrode bridging of carbon nanotube filaments by gas discharge breakdown2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Mizushima, Seiji Funaki, Hideki Sato
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes (ISSP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気体放電により形成される繊維状カーボンナノチューブフィラメントの形態の気体圧力依存性2017

    • 著者名/発表者名
      舩木星志,水嶌悠貴,佐藤英樹
    • 学会等名
      第53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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化ニッケル薄膜上に成長した鉄内包カーボンナノチューブにおける保磁力増加2017

    • 著者名/発表者名
      飯田望,佐藤英樹,藤原裕司
    • 学会等名
      第53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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 触媒薄膜の酸化が鉄ナノワイヤ内包カーボンナノチューブの磁気特性におよぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      瑞樹永祐,佐藤英樹,藤原裕司
    • 学会等名
      2016 年真空・表面科学合同講演会(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)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 気体の絶縁破壊に伴うカーボンナノチューブの自己整合的架橋現象2016

    • 著者名/発表者名
      水嶌悠貴,佐藤英樹
    • 学会等名
      2016 年真空・表面科学合同講演会(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)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ノズル照射型減圧 CVD 法によるグラフェン成長における触媒薄膜の結晶性の影響2016

    • 著者名/発表者名
      玉井大貴,佐藤英樹,三宅秀人,平松和政
    • 学会等名
      2016 年真空・表面科学合同講演会(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)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜を用いたシート型発熱体2016

    • 著者名/発表者名
      原拓矢,佐藤英樹
    • 学会等名
      2016 年真空・表面科学合同講演会(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)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄内包カーボンナノチューブシートの磁化方向制御2016

    • 著者名/発表者名
      瑞樹永祐,佐藤英樹,藤原裕司
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 気体の絶縁破壊により誘起されるカーボンナノチューブの電極間架橋現象2016

    • 著者名/発表者名
      水嶌 悠貴,佐藤 英樹
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2025-01-30  

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