| 研究課題/領域番号 |
20K21114
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東洋大学 (2022)
東北大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
片野 諭 東洋大学, 理工学部, 教授 (00373291)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 酸化グラフェン / 走査トンネル顕微鏡 / 走査トンネル分光 / 走査トンネル顕微鏡発光 / 走査トンネル発光 / ナノカーボン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸化グラフェン(GO)の光電子物性は、グラフェン構造の保持された導電性ドメインと、酸素官能基が接続された絶縁性ドメインで構成されるナノ構造で支配される。特に導電性ドメインのサイズや空間分布は、電気伝導や発光などGOの機能性を決定する主な要因となるが、それらナノドメインを微視的に評価できない問題をこれまで抱えていた。本課題では、原子分解能を有する走査トンネル顕微鏡（STM）をベースとしたスペクトロスコピー技術を駆使して、これまで不明だったGOのナノ光電子物性を解明する研究を実施する。特に、応用上重要となる電気伝導に関与するドメインや発光増強と消光に関与するドメインの同定を目指す。
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| 研究成果の概要 |
酸化グラフェン(GO)の光電子物性は、グラフェン構造の導電性ドメインと、酸素官能基が接続された絶縁性ドメインで構成されるナノ構造で支配される。特に導電性ドメインのサイズや空間分布は、電気伝導や発光などGOの機能性を決定する要因となるが、それらを微視的に評価できない問題をこれまで抱えていた。本課題では、走査トンネル顕微鏡（STM）をベースとしたスペクトロスコピー技術を駆使して、GOのナノ光電子物性を原子スケールで解明する研究を実施した。その結果、単層GOの基板への分散吸着の制御、STMとSTSによるGOの微視的な電子状態の同定、STM発光による局在したGOの発光サイトの解明について成果があった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代デバイス材料として有望なGOの物性は、これまでラマン分光や接触AFMなどで評価されてきた。しかし、これらの計測手法では、応用上極めて重要と考えられている数nmに局在したナノドメインを直接評価できない。本研究では、個々のナノドメインにアクセス可能なSTMを用いてGOの光電子物性を原子スケールで明らかにした。GOは、安価で大量合成が可能であり、さらに生体分子との融合性が高く応用研究への見通しがよい。GOの微視的理解は、微量で多種の生体分子の同時検出を可能にする高感度バイオセンサーの実現にもつながり、本研究の波及効果は基礎研究の枠に留まらないと考えられる。
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