| 研究課題/領域番号 |
20K05332
|
|---|
| 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29020:薄膜および表面界面物性関連
|
|---|
| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
|---|
研究代表者 |
本多 信一 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (90324821)
|
|---|
| 研究分担者 |
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (10423435)
庭瀬 敬右 兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (50198545)
佐藤 庸平 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70455856)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 圧縮黒鉛 / 中性子照射高配向性熱分解黒鉛 / 相転移カイネティクス / 照射欠陥 / その場エネルギー分散型XRD / その場角度分散型XRD / TEM-EELS / その場XRD / 放射光X線回折測定法によるその場観察 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
常温常圧下で安定な圧縮黒鉛の形成メカニズムの解明を目的として、中性子照射高配向性熱分解黒鉛（HOPG）に高圧・高温処理を施し、放射光を利用した高エネルギー単色X線回折測定法（XRD）によるその場観察を実施する。圧縮黒鉛は、室温下で黒鉛に圧力を加えることにより現れる炭素相であり、ダイヤモンドに匹敵する高強度、透明、絶縁性等の優れた物性を有する。科学そして産業応用の観点から、常温常圧下で安定な圧縮黒鉛を単相・高純度で合成するための新たな手法の開発と同時にさらなる物性の探索が必要とされている。
|
| 研究成果の概要 |
高圧・高温下（16GPa, 最大1400℃）における中性子照射HOPGの相転移カイネティクスについて、照射試料と未照射のものとの間に違いがあることを見出した。一方で、室温下における中性子照射HOPGの圧力誘起構造相転移について、照射試料では、黒鉛 G(002)ピークが2つの成分で表されるのに対し、未照射のものでは1つの成分のみで表されることが分かった。また、圧縮黒鉛の形成には、中性子照射及び加圧に加えて、高温処理が必要であることが分かった。
TEM-EELSによる不可逆的圧縮黒鉛のナノスケールでの構造と電子状態について、黒鉛とは異なり、わずかに sp3-σ*成分の存在が示唆された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
常温常圧下で安定な圧縮黒鉛の合成について、中性子照射及び加圧に加えて、高温処理が必要であった等の新たな知見を得ることに成功した。圧縮黒鉛の形成メカニズムについては未だ明らかにされておらず、実用化のためのバルクサイズ合成プロセスの確立に向けたデータの収集に貢献するものである。
また、圧縮黒鉛のナノスケールでの構造と電子状態について、わずかに sp3-σ*成分の存在が示唆された等の新たな知見は、未知の部分も多く、大きなポテンシャルを秘めている圧縮黒鉛の科学そして産業応用の観点からその魅力をさらに拡大するものである。
|
