| 研究課題/領域番号 |
17K05008
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料工学
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
横井 裕之 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50358305)
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| 研究分担者 |
戸田 敬 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (90264275)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 新物質 / 第一原理計算援用物質開発 / ファン・デル・ワールス・シール / 気密ナノ容器 / 量子振動 / 薄層大口径カーボンナノチューブ / ナノカーボン合成 / 表面電位変調 / グラフェン端 / ヒドロキシル基 / 第一原理計算 / ガス吸着 / ナノ素子作成技術 / ナノ素子作製技術 / ナノカーボン応用 / ナノカーボン構造解析 / ナノカーボン構造制御 / ナノカーボン電気伝導特性 |
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| 研究成果の概要 |
カーボンナノポットの表面に密に露出したグラフェン端構造がOH基終端されたジグザグ端であることを、プローブ顕微鏡による表面電位分布計測と、第一原理計算による電子状態解析により強く示唆できた。また、そのような構造で磁性が発現する可能性も示すことができた。走査型透過電子顕微鏡を用いた元素分布解析からは、カーボンナノポットが還元状態の鉄触媒で形成されることが示唆されて、我々の提唱する成長モデルを強く支持することと、連結するカーボンナノポットの内部空間が気密になっていることを新たに示すことができた。電子物性ではカーボンナノポットに特有の量子振動現象が極低温での磁気伝導で現れる可能性を示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カーボンナノポットの表面に密に露出したグラフェン端の構造を解明するにあたり、測定で得られた特性を第一原理計算で再現することで測定限界を超えた知見を得るという研究手法がうまく機能することを実証できた。カーボンナノポットが、開口部をファン・デル・ワールス力で封じられた容易に開封可能な気密ナノ容器物質である可能性を示せた。これは他に類を見ない機能である。磁気伝導特性においても新しいタイプの量子振動現象が現れる可能性を示すことができた。
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