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イオン照射におけるSiCへテロナノチューブの構造変化その場観察と同時電気特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K06738
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 無機材料・物性
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

田口 富嗣  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354832)

研究分担者 井川 直樹  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (60354833)
朝岡 秀人  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370340)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード炭化ケイ素 / ナノチューブ / イオン照射 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察 / 電気特性評価 / ナノ材料 / セラミックス / 電子顕微鏡
研究成果の概要

透過型電子顕微鏡その場観察法を用いて、イオン照射によるSiCナノチューブの微細組織変化について検討した。その結果、室温照射におけるSiCナノチューブのアモルファス化に必要な照射量は、バルク材のそれと比べて3倍程と非常に大きく、耐照射特性に優れていることが分かった。また、700度照射において、バルク材とは異なり、照射量の増加と共に結晶面間隔が減少したが、体積は増加するという通常では理解できない挙動を示すことを初めて明らかにした。
さらに、SiCナノチューブの電気特性評価を行い、電流-電圧曲線が非直線的であるバリスタ特性を有することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

材料をナノメーターサイズにすることで、バルク材料とは異なった諸特性を持つことが期待されている。SiCは、元々、耐照射特性に優れている材料であることが知られているが、ナノチューブ化することで、さらに耐照射特性の向上が見込まれることを明らかにしたことは、工学的に重要な成果であるといえる。また、イオン照射により、SiCナノチューブがバルクSiCとは異なる微細組織変化を示すことを世界で初めて明らかにしたことは、学術的にも意義深いと考えている。

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

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Local Disorder in Proton Conductor BaSn<sub>0.5</sub>In<sub>0.5</sub>O<sub>2.75</sub> Analyzed by Neutron Diffraction/ Atomic Pair Distribution Function2018

    • 著者名/発表者名
      Igawa Naoki、Kodama Katsuaki、Taguchi Tomitsugu、Yoshida Yukihiko、Matsukawa Takeshi、Hoshikawa Akinori、Ishigaki Toru
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 号: 6 ページ: 329-332

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.329

    • NAID

      130007539695

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion irradiation-induced novel microstructural change in silicon carbide nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomitsugu、Yamamoto Shunya、Ohba Hironori
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 154 ページ: 90-99

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.05.030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray absorption study of platinum nanoparticles on an ion-irradiated carbon support2018

    • 著者名/発表者名
      Kakitani Kenta、Kimata Tetsuya、Yamaki Tetsuya、Yamamoto Shunya、Matsumura Daiju、Taguchi Tomitsugu、Terai Takayuki
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 153 ページ: 152-155

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2018.09.017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Japanese activities of the R&D on silicon carbide composites in the broader approach period and beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Nozawa Takashi、Ozawa Kazumi、Park ChangHo、Park Joon-Soo、Kohyama Akira、Hasegawa Akira、Nogami Shuhei、Hinoki Tatsuya、Kondo Sosuke、Yano Toyohiko、Shibayama Tamaki、Tsuchiya Bun、Shikama Tatsuo、Nagata Shinji、他10名、Taguchi Tomitsugu、Tanigawa Hiroyasu
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 511 ページ: 582-590

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2018.05.045

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Time-Resolved XAFS Studies on Laser-Induced Particle Formation of Palladium Metal in an Aqueous/EtOH Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Saeki Morihisa、Matsumura Daiju、Yomogida Takumi、Taguchi Tomitsugu、Tsuji Takuya、Saitoh Hiroyuki、Ohba Hironori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 1 ページ: 817-824

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09532

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of gamma-ray irradiation on mechanical property of YSZ for oxygen sensors in ADS2018

    • 著者名/発表者名
      Okubo N.、Okuno Y.、Kitamura A.、Taguchi T.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 435 ページ: 198-202

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.10.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The interface between platinum nanoparticle catalysts and an Ar + -irradiated carbon support2018

    • 著者名/発表者名
      Kakitani Kenta、Kimata Tetsuya、Yamaki Tetsuya、Yamamoto Shunya、Taguchi Tomitsugu、Kobayashi Tomohiro、Mao Wei、Terai Takayuki
    • 雑誌名

      Surface and Coatings Technology

      巻: 印刷中 ページ: 259-263

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2018.01.044

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hillocks created for amorphizable and non-amorphizable ceramics irradiated with swift heavy ions: TEM study2017

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa N、Taguchi T、Okubo N
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 28 号: 44 ページ: 445708-445708

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aa8778

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of surface treatment on photoluminescence of silicon carbide nanotubes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, R. Tsubakiyama, K. Miyajima, S. Yamamoto, H. Ohba
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 403 ページ: 308-313

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2017.01.176

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A reliable hybrid adsorbent for efficient radioactive cesium accumulation from contaminated wastewater2016

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Awual, T. Yaita, Y. Miyazaki, D. Matsumura, H. Shiwaku, T. Taguchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep19937

    • NAID

      120006502181

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Encapsulation of cesium from contaminated water with highly selective facial organic-inorganic mesoporous hybrid adsorbent2016

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Awual, Y. Miyazaki, T. Taguchi, H. Shiwaku, T. Yaita
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 291 ページ: 128-137

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.01.109

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 放射線還元法により作製したPt/CeO2及びPt/SnO2の酸素還元活性2019

    • 著者名/発表者名
      山本春也、越川博、田口富嗣、出崎亮、岡崎宏之、前川康成、八巻徹也
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白金族元素イオン溶液におけるレーザー微粒子化反応のその場・時間分解XAFS研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐伯盛久、松村大樹、蓬田匠、田口富嗣、辻卓也、齋藤寛之、中西隆造、大場弘則
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ion Irradiation-Induced Novel Microstructural Change in SiC Nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomitsugu、Yamamoto Shunya、Ohba Hironori
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線還元法による円柱状ナノ空間内へのPtナノ粒子形成2018

    • 著者名/発表者名
      山本春也、田口富嗣、越川博、佐藤裕真、出崎亮、八巻徹也
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザー誘起光還元法を利用した白金族元素分離法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯盛久 , 大場弘則 , 田口富嗣 , 横山淳 , 浅井志保 , 蓬田匠 , 半澤有希子 , 中島信昭
    • 学会等名
      日本原子力学会2017春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン照射によるヘテロ構造SiCナノチューブと新奇構造カーボンナノチューブの創製2017

    • 著者名/発表者名
      田口富嗣、山本春也、大場弘則
    • 学会等名
      第73回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of new-structured carbon nanomaterials inside silicon carbide nanotubes by ion irradiation-induced changes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, S. Yamamoto, H. Ohba
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Beam Induced Formation of Pt Particles on Ceria Films2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, T. Taguchi, K. Kakitani, H. Koshikawa, T. Yamaki
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Deposition Rate on Orientation of CeO2 Films on α-Al2O3 Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, M. Sugimoto, H. Koshikawa, T. Taguchi, T. Yamaki
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解X線吸収分光による水溶液中パラジウムイオンの レーザー微粒子化反応研究2017

    • 著者名/発表者名
      M. Saeki, T. Taguchi, H. Ohba, D. Matsumura, T. Tsuji, T. Yomogida
    • 学会等名
      2017年 電子材料研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of heterostructured SiC nanotubes and new-structured multi-walled carbon nanotubes by ions irradiation-induced changes2016

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, S. Yamamoto, H. Ohba
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線照射法によるPt微粒子担持SiCナノチューブの創製とキャラクタリゼーション2016

    • 著者名/発表者名
      田口富嗣、山本春也、大場弘則
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] SiCナノチューブ内の新奇構造を有する多層カーボンナノチューブの創製2016

    • 著者名/発表者名
      田口富嗣、山本春也、大場弘則
    • 学会等名
      第51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
    • 発表場所
      北海道立道民活動センターかでる2・7
    • 年月日
      2016-09-07
    • 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: 2020-03-30  

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