| 研究課題/領域番号 |
20H00220
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90209700)
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| 研究分担者 |
末永 和知 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00357253)
千足 昇平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50434022)
項 栄 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人客員研究員 (20740096)
井ノ上 泰輝 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (00748949)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2022年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2021年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2020年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
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| キーワード | カーボンナノチューブ / ヘテロナノチューブ / 遷移金属ダイカルコゲナイト / 高分解能電子顕微鏡 / 分光計測 / エネルギーデバイス応用 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 窒化ホウ素 / 超高分解能電子顕微鏡 / 光学計測 / デバイス応用 / 遷移金属ダイカルゴゲナイト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでに単層カーボンナノチューブ（SWCNT）をテンプレートとして異種原子層（やMoS2ナノチューブ）の同心積層技術による新奇一次元材料（ヘテロナノチューブ）合成に成功したことを踏まえ，本研究ではヘテロナノチューブの自在な積層形成を可能とする制御合成技術を確立する．また，超高分解能電子顕微鏡観察，超高分解能電子線分光，光学分光，電子輸送特性などヘテロナノチューブの構造と物性を評価する．さらに，機能設計合成されたヘテロナノチューブを応用した新奇ナノデバイスの開発，またペロブスカイト型太陽電池やモードロックレーザ用可飽和吸収材料に利用可能なヘテロナノチューブ薄膜の革新的機能化を実現する．
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| 研究成果の概要 |
単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の外層として異なるナノチューブを形成して得られるヘテロナノチューブ合成技術を応用し，様々なヘテロナノチューブを合成，それらの物性評価，デバイス作製を行った．SWCNT@BNNT（外層に窒化ホウ素ナノチューブ）においては，そのBNNTの成長メカニズムをTEM観察にて明らかにし，さらにその外層にNoS2-NTを形成したSWCNT@BNNT@MoS2-NTの光学物性およびそのダイオード特性を明らかにした．ヘテロナノチューブの熱伝導特性や特定のカイラリティのSWCNTのみからなるヘテロナノチューブの合成にも成功し，今後のナノデバイスへの進展が期待できる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヘテロナノチューブにおいて，その内層と外層に金属・半導体および絶縁体のナノチューブを任意に組み合わせることが可能であり，それ自身が電子素子となり多様な機能を有する．さらにバンドギャップや直径等も制御でき，本研究課題の成果としてヘテロナノチューブの高い工学応用のポテンシャルを示すことができたと言える．実際に，ダイオード特性を計測することにも成功しただけでなく，多数の水平配向および垂直配向ヘテロナノチューブ合成技術により，バルクスケールでの応用への展開も可能になった．
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