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単層カーボンナノチューブの初期核生成・成長・バンドル形成過程のマルチスケール解析

研究課題

研究課題/領域番号 18686017
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東京大学

研究代表者

澁田 靖  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (90401124)

研究協力者 エリオット ジェームズ  英国ケンブリッジ大学, 材料科学科, 講師
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
2008年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2007年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2006年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードナノチューブ / ナノチューブ・フラーレン / 分子動力学法 / マルチスケール解析 / 国際研究者交流:イギリス
研究概要

本研究ではカーボンナノチューブ生成・成長過程の理解を目的とし,第一原理計算から構築したポテンシャル関数を用いた古典分子動力学法により,孤立炭素原子が1nm程度の触媒金属微粒子を介して初期核(キャップ)構造を生成する過程及び,モンテカルロ法により初期核生成後の円筒構造の成長過程を検討し,触媒種の違い,炭素原子濃度等の条件により単層及び多層ナノチューブに成長する機構の違いを定性的に明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] A molecular dynamics study of the graphitization ability of transition metals for catalysis of carbon nanotube growth via chemical vapor deposition2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, J. A. Elliott
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 472

      ページ: 200-206

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energetic stability of molybdenum nanoclusters studied with basin-hopping Monte Carlo and semi-empirical quantum methods2009

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 6(印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multiscale approach for modeling the early stage growth of single and multiwall carbon nanotubes produced by a catalytic chemical vapor deposition process2009

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, M. Hamm, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 130

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multiscale approach for modeling the early stage growth of single and multiwall carbon nanotubes produced by a catalytic chemical vapor deposition process2009

    • 著者名/発表者名
      J. A. Elliott, M. Hamm, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 130

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energetic stability of molybdenum nanoclusters studied with basin-h opping Monte Carlo and semi-empirical quantum methods2009

    • 著者名/発表者名
      J. A. Elliott, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 6(印刷中)(掲載決定))

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A semi-empirical molecular orbital study of freestanding and fullerene-encapsulated Monanocluster2008

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Molecular Simulation 34

      ページ: 891-903

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A molecular dynamics study of the phase transition in bcc metal nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, T. Suzuki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 129

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A semi-empirical molecular orbital study of freestanding and fullerene-encapsulated Mo nanocluster2008

    • 著者名/発表者名
      J. A. Elliott, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Molecular Simulation 34

      ページ: 891-903

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melting and nucleation of iron nanoparticles: A molecular dynamics study2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, T. Suzuki
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 445

      ページ: 265-270

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bond-order potential for transition metal carbide cluster for the growth simulation of a single-walled carbon nanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, S. Maruyama
    • 雑誌名

      Computational Materials Science 39

      ページ: 842-848

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Molecular dynamics study of the effect of a substrate on catalytic metal clusters in nucleation process of single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, S. Maruyama
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 437

      ページ: 218-223

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bond-order potential for transition metal carbide cluster for the growth simulation of a single-walled carbon nanotube2007

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Shibuta, Shigeo Maruyama
    • 雑誌名

      Computational Materials Science 39

      ページ: 842-848

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melting and nucleation of iron nanoparticles: A molecular dynamics study2007

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Shibuta, Toshio Suzuki
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 445

      ページ: 265-270

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Molecular dynamics study of the effect of a substrate on catalytic metal clusters in nucleation process of single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Shibuta, Shigeo Maruyama
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letter 437

      ページ: 218-223

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Molecular dynamics study of the carbon-catalyst interaction energy for multi-scale modelling of single wall carbon nanotube growt2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, J.A. Elliott
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 427

      ページ: 365-370

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 基板上の金属粒子からの単層カーボンナノチューブ生成の分子動力学法シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      澁田靖, 丸山茂夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 72巻

      ページ: 2519-2523

    • NAID

      110004837215

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 基板上の金属粒子からの単層カーボンナノチューブ生成の分子動力学法シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      澁田靖, 丸山茂夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 72巻772号

      ページ: 2519-2523

    • NAID

      110004837215

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Molecular dynamics study of the carbon-catalyst interaction energy for multi-scale modelling of single wall carbon nanotube growth2006

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Shibuta, James A.Elliott
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letter 427

      ページ: 365-370

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study of the phase transition in the bcc metal nanoparticles2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, T. Suzuki
    • 学会等名
      APS March Meeting 2009
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] A molecular dynamics study of the graphitization ability of transiti on metals for catalysis of carbon nanotube growth via chemical vap or deposition2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, J. A. Elliott
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2008-12-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale modeling of early stage growth of CNTs produced by a catalytic CVD process2008

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, Y. Shibuta
    • 学会等名
      APS March Meeting 2008
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Multiscale modeling of early stage growth of CNTs produced by a catalytic CVD process2008

    • 著者名/発表者名
      James A. Elliott, Yasushi Shibuta
    • 学会等名
      APS March Meeting 2008
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A molecular dynamics study of the melting and nucleation of iron nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, T. Suzuki
    • 学会等名
      APS March Meeting 2008
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] A molecular dynamics study of the melting and nucleation of iron nano particles2008

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Shibuta, Toshio Suzuki
    • 学会等名
      APS March Meeting 2008
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A molecular dynamics study of the graphitization ability of transition metals for catalysis of carbon nanotube growth via chemical vapor deposition2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, J.A. Elliott
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 鉄クラスターの核生成・融解過程の分子動力学2007

    • 著者名/発表者名
      澁田靖・鈴木俊夫
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第154回秋季大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale modeling for the early stage growth of CNTs produced by a catalytic CVD process2007

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, Y. Shibuta
    • 学会等名
      NT07
    • 発表場所
      Ouro Perto, Brazil
    • 年月日
      2007-06-24
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Multiscale modeling for the early stage growth of CNTs produced by a catalytic CVD process2007

    • 著者名/発表者名
      James A. Elliott, Yasushi Shibuta
    • 学会等名
      NT07
    • 発表場所
      Our Preto, Brazil
    • 年月日
      2007-06-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of a Nucleation Process of an SWNT in Alcohol Catalytic CVD Technique2006

    • 著者名/発表者名
      S. Hirama, Y. Shibuta, S. Maruyama
    • 学会等名
      NT06
    • 発表場所
      Nagano, Japan
    • 年月日
      2006-03-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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