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端構造を制御したナノグラフェンの成長と局所構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K04881
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関岡山大学 (2019-2023)
東京大学 (2018)

研究代表者

小幡 誠司  岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 特任准教授 (90616244)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードグラフェン / 酸化グラフェン / 六方晶窒化ホウ素 / graphene / graphene oxide / hexagonal boron nitride / edge structure / 立方晶窒化ホウ素 / STM / 局所構造観察
研究成果の概要

今回の研究では、六方晶窒化ホウ素(h-BN)上でのナノグラフェンの大量合成法の確立とそれを利用した原子レベルでの端構造の解析を目指した。大量合成には酸化グラフェン(GO)を出発物質として選択した。結果として、h-BNが酸化グラフェンのグラフェン化に対して触媒性をもつこと、金属触媒不要で低温で高結晶性グラフェンが得られることを明らかにした。さらに、産業化を目指し、安価な粉末h-BNを用いた手法の開発も行った。今後、他の層状物質にも応用可能な氷を利用した新しい転写法の開発に成功し、大量合成に成功した。しかし、明瞭な端構造を原子レベルでの解析するには至らなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、今後シリコンに代わる新たな半導体デバイスとして注目されている、グラフェン/h-BNの大量合成法の確立に成功した。粉末h-BNを利用した、安価な手法の確立も行い、今後の産業化に貢献できると考えている。また、近年盛んに研究が進められている各種層状物質への応用が可能な、クリーンで簡便な転写手法の開発にも成功した。この手法は水だけを利用するものであり、環境負荷の点からも、省エネルギーの点からも期待できる手法である。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2022 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synergic effect of graphene oxide and boron nitride on the mechanical properties of polyimide composite films2022

    • 著者名/発表者名
      YK Cheng, B.D.L. Campeon, S Obata, Y Nishina
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 10 号: 10 ページ: 2329-2345

    • DOI

      10.1039/d2na00078d

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Work Function Lowering of Graphite by Sequential Surface Modifications: Nitrogen and Hydrogen Plasma Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Akada Keishi、Obata Seiji、Saiki Koichiro
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 15 ページ: 16531-16535

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b02208

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tunable Chemical Coupling in Two-Dimensional van der Waals Electrostatic Heterostructures2019

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Takaaki、Li Shisheng、Nurdiwijayanto Leanddas、Kobayashi Yu、Saito Tetsuki、Miyata Yasumitsu、Obata Seiji、Saiki Koichiro、Yokoi Hiroyuki、Watanabe Kenji、Taniguchi Takashi、Tsukagoshi Kazuhito、Ebina Yasuo、Sasaki Takayoshi、Osada Minoru
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 13 号: 10 ページ: 11214-11223

    • DOI

      10.1021/acsnano.9b04256

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effect of growth condition on graphene growth via Cu-assisted plasma reduction and restoration of graphene oxide2019

    • 著者名/発表者名
      S. Obata, and K. Saiki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 58

    • NAID

      210000135253

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the low-temperature restoration process of graphene oxide based on in-situ conductivity measurement2019

    • 著者名/発表者名
      T. Shinohara, S. Obata, and K. Saiki
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 号: 9 ページ: 2583-2588

    • DOI

      10.1039/c8tc06577b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time observation on hot-filament-assisted CVD growth of graphene2019

    • 著者名/発表者名
      T. Taira, T. Shinohara, S. Obata, and K. Saiki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000156683

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of hydrogen on chemical vapor deposition growth of graphene on Au substrates2019

    • 著者名/発表者名
      T. Terasawa, T. Taira, S. Yasuda, S. Obata, K. Saiki, and H. Asaoka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000156561

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size Separation of Graphene Oxide using Alternating Current Electric Field2019

    • 著者名/発表者名
      K. Morimoto, S. Obata, K. Saiki
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007674953

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Degree Reduction and Restoration of Graphene Oxide on SiO2 at low temperature via remote Cu-assisted Plasma Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      S. Obata, M. Sato, K. Akada and K. Saiki
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 29

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth Temperature Dependence of Nitrogen Doped Graphene Structure on Pt (111) and Analysis of Its Reactivity with Oxygen2018

    • 著者名/発表者名
      S. Obata, and K. Saiki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 60 ページ: 34309-34313

    • DOI

      10.1039/c8ra06962j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 六方晶窒化ホウ素粉末を用いた薄膜形成と酸化グラフェンとの複合膜形成2024

    • 著者名/発表者名
      小幡 誠司、仁科 勇太
    • 学会等名
      第71回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェン/六方晶窒化ホウ素積層構造の大量合成法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      小幡誠司、仁科勇太
    • 学会等名
      酸化グラフェン研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界による酸化グラフェンナノリボンの集積化とその高結晶化2019

    • 著者名/発表者名
      小幡 誠司, 仁科 勇太
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェンを感応膜とした膜型表面応力センサ(MSS)のガス応答特性2019

    • 著者名/発表者名
      今村 岳, 南 皓輔, 柴 弘太, 小幡誠司, 吉川 元起, 斉木幸一朗
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective deposition of monolayer graphene oxide (GO) on hexagonal boron nitride (h-BN) and restoration of GO using catalytic properties of h-BN2019

    • 著者名/発表者名
      SeijiObata, Kazuhito Tsukagoshi, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi,Yuta Nishina, Koichiro Saiki
    • 学会等名
      Recent progress in graphene and 2D materials research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化グラフェン修復過程における六方晶窒化ホウ素の触媒作用2019

    • 著者名/発表者名
      小幡 誠司, 渡邊 賢司, 谷口 尚, 斉木幸一朗
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ホットフィラメントを利用した、酸化グラフェン還元・修復の低温化と その活性化エネルギーの導出2018

    • 著者名/発表者名
      小幡 誠司、篠原 拓也、斉木 幸一朗
    • 学会等名
      第九回酸化グラフェン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェン修復過程における六方晶窒化ホウ素の触媒作用2018

    • 著者名/発表者名
      小幡 誠司、谷口 尚、渡邊 賢司、斉木幸一朗
    • 学会等名
      第十回酸化グラフェン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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