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単原子膜合成技術の新開発と導電性原子膜材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K15656
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 瑛祐  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (60827781)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードナノシート / 貴金属 / 導電性 / 金属 / 酸化物 / 金属ナノシート / 界面活性剤結晶 / 金 / 亜鉛
研究開始時の研究の概要

ナノシートは、特異な2次元ナノ構造に起因する高い比表面積や、面内方向の高伝導性、電極反応の高速性などを有し、最も注目される材料群である。中でも、金属や金属酸化物ナノシートはグラフェンには無い様々な機能を有する魅力的な伝導性材料になりうる。研究代表者は単層ナノシートをボトムアップ合成する手法を独自に開発しており、従来の層状化合物の剥離手法の適応が困難な材料のナノシート化に成功している。本研究では、この手法を高い導電性を発現することが期待される金属や導電性酸化物に適応し、単層ナノシート化を狙う。これにより、グラフェンには無い機能を有する導電性ナノシートを創出し、ナノシートの新しい潮流を生み出す。

研究成果の概要

ナノシートは特異な二次元ナノ構造に起因する高い比表面積や、面内方向の高伝導性、電極反応の高速性などを有し、最も注目される材料群の一つである。中でも、金属や金属酸化物ナノシートはグラフェンには無い様々な機能を有する魅力的な導電性材料になりうる。本研究では、高い導電性を発言することが期待される金属PtやAu、導電性酸化物の単層ナノシート化を狙った。本研究を通じて、固体結晶相の界面活性剤を利用した金属ナノシートの新しい合成アプローチを確立し、原子数個分厚みのナノシートを合成するための筋道をつけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

最近のスマートフォンなどを筆頭とした電子機器の小型化などを鑑みて、導電性材料自体の機能はそのままに、薄く、小さくする、というのは高性能な製品を生み出していくために必要な技術となります。本研究では、原子数個分という極限の厚みまで薄くした材料である「ナノシート」に着目して、金などの電気を流す物質を極限まで薄くしたナノシート化する方法を確立しました。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of Closed Pores in Mesoporous Silica Nanoparticles by Hydrothermal Treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Eisuke、Cheng Lulu、Watanabe Tenkai、Mori Seiya、Shimojima Atsushi、Wada Hiroaki、Kuroda Kazuyuki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 94 号: 5 ページ: 1625-1630

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210025

    • NAID

      130008053906

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • 年月日
      2021-05-15
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesoporous Silica Nanoparticles with Dispersibility in Organic Solvents and Their Versatile Surface Modification2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Eisuke、Shimojima Atsushi、Wada Hiroaki、Kuroda Kazuyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 20 ページ: 5571-5578

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c00729

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 界面活性剤-セリウム複合体結晶を利用したセリアナノシートのボトムアップ合成2021

    • 著者名/発表者名
      山本瑛祐, 林 浩平, 小林 亮, 長田 実
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤結晶を用いた白金ナノシートのボトムアップ合成2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木晶子, 山本瑛祐, 小林 亮, 長田 実
    • 学会等名
      2020年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セリアナノシートのボトムアップ合成とイオン伝導性評価2020

    • 著者名/発表者名
      林 浩平, 山本瑛祐, 小林 亮, 長田 実
    • 学会等名
      2020年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セリアナノシートのテンプレート合成およびイオン伝導性評価2020

    • 著者名/発表者名
      林 浩平, 山本瑛祐, 小林 亮, 長田 実
    • 学会等名
      日本電子材料技術協会2020年度第57回秋期大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノ界面・空間を使った新物質開発2020

    • 著者名/発表者名
      山本瑛祐、長田実、小林亮、黒田一幸、下嶋敦、和田宏明
    • 学会等名
      第5回 IMaSS交流会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 界面活性剤結晶を鋳型とした白金ナノシートの合成2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木晶子, 山本瑛祐, 小林 亮, 長田 実
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bottom-up preparation of ceria based nanosheet using solid surfactant crystals2020

    • 著者名/発表者名
      E. Yamamoto, K. Hayashi, M. Kobayashi, M. Osada
    • 学会等名
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Bottom-up preparation of ceria based nanosheet and evaluation of their ionic conductivity2020

    • 著者名/発表者名
      E. Yamamoto, K. Hayashi, M. Kobayashi, M. Osada
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体の界面活性剤結晶で形成するセリアナノシート2019

    • 著者名/発表者名
      山本瑛祐, 林浩平, 小林亮, 長田実
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第17回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ界面鋳型合成法によるCeO2原子膜のテーラーメイド合成2019

    • 著者名/発表者名
      林浩平,山本瑛祐, 小林亮, 長田実
    • 学会等名
      2019年度 日本セラミックス協会東海支部 学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomically Thin Oxide Nanosheets Grown at the Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      E. Yamamoto, M. Kobayashi, M. Osada
    • 学会等名
      Asia Pacific Society for Materials Research 2019 Annual Meeting (APSMR 2019 Annual Meeting)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wet-chemical synthesis of non-layer 2D materials and its applications2019

    • 著者名/発表者名
      E. Yamamoto, M. Kobayashi, M. Osada
    • 学会等名
      International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development Satellite (iLIM-s)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 薄膜の製造方法及び薄膜2020

    • 発明者名
      山本瑛祐、長田実、小林亮、林浩平
    • 権利者名
      山本瑛祐、長田実、小林亮、林浩平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-12-25  

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