| 研究課題/領域番号 |
19K05022
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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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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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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 (50354832)
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| 研究分担者 |
山本 春也 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 先端機能材料研究部, 上席研究員 (70354941)
佐伯 盛久 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 (30370399)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 炭化ケイ素 / ナノ材料 / 量子ビーム照射 / 透過型電子顕微鏡 / 微構造制御 / カーボンナノチューブ / イオン照射 / 新奇カーボンナノ材料 / 照射効果 / 微細組織観察 / 二層壁厚SiCナノチューブ / ハイブリッドカーボンナノ材料 / 電子線照射 / 白金微粒子 / 量子ビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
SiC系ナノ材料にイオン、電子線及びレーザー等の多様な量子ビームを制御して照射することで、SiCナノ材料の微構造・表面改質や積極的な欠陥の導入、加えて、量子ビーム照射誘起法による金属ナノ粒子との複合化等により、新奇SiC系ナノ材料・複合材料の創製を試みる。さらに、創製された新奇SiC系ナノ材料・複合材料の電気特性、及び、電気化学特性評価を行い、それらの微構造と機能との相関関係を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
量子ビーム照射により、これまでにない新奇構造を有するSiC系ナノ材料・複合材料の創製を試みた。その結果、C-SiC複合ナノチューブを室温でイオン照射することにより、アモルファスSiCナノチューブの中に長さ方向に積層した50nm以下のグラフェンナノディスクと多層カーボンナノチューブが複合化された新奇構造を有するハイブリッドカーボンナノ材料の創製に成功した。また、多結晶及びアモルファス二層厚壁SiCナノチューブの創製にも世界で初めて成功した。さらに、電子線還元法により、Pt微粒子担持SiCナノチューブを合成し、標準試料であるPt微粒子担持カーボン材料よりも、優れた触媒能を示すことを明らかにした。
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| 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したり、新しい構造を有する新奇ナノ材料は、これまでにない新しい機能を有する可能性や、機能の構造が期待される。そのため、量子ビームを用いてSiCやカーボン系の新奇構造ナノ材料やナノ複合材料の合成に成功したことは、学術的に意義深いと考えられる。また、本研究で合成に成功したPt微粒子担持SiCナノチューブが、標準材料であるPt微粒子担持カーボン材料よりも優れた触媒性能を持つことを明らかにしたことは、工学的にも重要な成果だと言える。
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