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リトル型超伝導モデルを指向した一次元炭素-硫黄ハイブリッド導電材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H03390
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関信州大学

研究代表者

藤森 利彦  信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 准教授(特定雇用) (60586824)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2018年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワード一次元原子鎖 / カーボンナノチューブ / 硫黄 / 一次元伝導体 / 超伝導
研究実績の概要

本年度は、未踏・新奇な「リトル型高温超伝導モデル」の実験的な合成をめざし、下記の研究課題を実施した。
(1)電気特性の定まった金属型あるいは半導体型カーボンナノチューブを出発物質として用い、一次元硫黄鎖を複合したハイブリッド材料(S@CNT)を作製した。平均直径の異なる3種類のカーボンナノチューブを鋳型として材料創製を進め、透過型電子顕微鏡観察・走査型電子顕微鏡観察やラマン分光法等により合成したサンプルのキャラクタリゼーションを行った。カーボンナノチューブの直径に依存して内包硫黄の原子配列が、一本長鎖・二本長鎖・三原子分子鎖を形成することを見出した。さらに、硫黄の三原子分子鎖がカーボンナノチューブ壁との電荷移動相互作用によりラジカル化していることを明らかにした。これにより、当初は予想していなかったLi-S二次電池材料への新機能創出につながる研究成果が得られた(K. Urita, T. Fujimori et al. ACS Applied Energy Materials (2018).)
(2) これまで本研究者が開発してきた「その場SEM観察-極低温電気伝導測定システム」の改良を進めた。具体的には、上記の既設装置で分析可能であったメゾスケール材料のミクロ構造・電気伝導特性を調べるとともに、さらに本研究の要となる「挿入イオンの空間分布」をマッピングするための「微小領域測定用エネルギー分散型X線分析装置」を導入した。予備試験の結果は良好であり、「メゾ構造」・「電気特性」・「元素分布」同時計測システムの構築に成功した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] USTC(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Observation of Electrochemical Lithium Sulfur Reaction inside Carbon Nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Urita, Toshihiko Fujimori, Hiroo Notohara, Isamu Moriguchi
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 1 号: 2 ページ: 807-813

    • DOI

      10.1021/acsaem.7b00258

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ空間を利用した機能性硫黄の創製2017

    • 著者名/発表者名
      藤森利彦
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 68 ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] personal HP

    • URL

      https://www.facebook.com/COI405Laboratory-Shinshu-University-1390142167982976/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2018-12-17  

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