| 研究課題/領域番号 |
19K05195
|
|---|
| 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28020:ナノ構造物理関連
|
|---|
| 研究機関 | 岡山理科大学 |
|---|
研究代表者 |
田邉 洋一 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (80574649)
|
|---|
| 研究分担者 |
今井 良宗 東北大学, 理学研究科, 准教授 (30435599)
伊藤 良一 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90700170)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | グラフェン / ３次元曲面 / 集積化 / 3次元構造体 / 電気伝導 / PN接合 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、水素発生や光応答など、グラフェンを大面積化することで応用性能の向上が見込まれる分野において、グラフェンを3次元的に貼りあわせた3次元構造体が注目されている。本研究では、3次元ナノ多孔質グラフェンと呼ばれる物質を対象として、(1)立体化した場合の電子状態の解明(2)表面修飾を用いたキャリア濃度の制御とこれを利用した機能創出を目的として研究を行う。
|
| 研究成果の概要 |
炭素の2次元シートであるグラフェンをモチーフとして、立体的な構造体を作製すると、表面積の増大に応じて、グラフェンデバイスの高性能化が可能になると期待されています。本研究から、グラフェンを3次元的に曲げて立体構造を作製した場合に、グラフェンの性質を保つことができる曲率が実験的に示されたことから、射影底面積に対する有効な集積化の限界指標が明らかになりました。さらに、光電流を効率よく観測するための鍵となるPN接合の作製に向けた局所キャリア制御手法を新たに提案し、実際にPN接合が作製可能であることを実証しました。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究から、グラフェンを立体化して大面積化する際に、単位体積あたりにグラフェンをどの程度詰め込むことが出来るのかという、3Dグラフェンを用いてデバイスを作製する際の性能指標とデバイスの設計に欠かせない局所キャリア制御に関する新しい知見が明らかになりました。本研究をもとに、3Dグラフェンの広大な表面からの巨視的な応答を利用した新しいデバイスの設計を行うことで、希少金属を安価な炭素材料で置き換えるための研究が進むことが期待されます。
|
