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ハイブリッドナノチューブを軸とした新規物質の創製と構造・物性評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21750142
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機能物質化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

北浦 良  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50394903)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010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)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2009年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードナノチューブ / 透過型電子顕微鏡 / デバイス特性 / カーボンナノチューブ / 電子線回折 / 電気二重層トランジスタ / 磁気物性 / ナノワイヤー / 電気伝導度
研究概要

化学気相成長法による高純度、高品質カーボンナノチューブの合成を行うとともに、合成したカーボンナノチューブが有する1次元ナノ空間をナノ反応場として用いることで、さまざまな低次元ナノ構造体を系統的に作り出すことを試みた。その結果、太さが原子1つ分でしかない金属ワイヤをはじめとして、通常の反応器を用いることでは合成が極めて困難な物質を系統的に作り出すことに成功した。また、これらの物質について高分解能透過型電子顕微鏡を用いた構造研究を行ったところ、太さが2原子の金属ワイヤについて、らせん構造の動的生成・消滅を見出した。これは、円筒構造と球状の原子というらせんを生み出す要素が何も無いように見える場合でも、らせん構造が自然に出てくるということを原子スケールで直接見出した例として特筆される。また、合成したこれらの新規物質について、構造物性相関をより精密に議論するため、透過型電子顕微鏡を用いた構造解析とデバイス特性測定を始めとした物性計測を連動させた手法の開発を行った。具体的には、シリコン基板に幅0.5~5マイクロメートルの貫通チャネルを作成し、その両側に白金電極を配置したデバイスの作成を行った。この貫通チャネルに単一のナノチューブを置くことで、TEMによる構造解析が可能となり、かつ電子物性の計測も可能となる。本手法をナノチューブに適用することで、カイラリティの同定と電気二重層トランジスタ特性の測定を同一のナノチューブに行うことに成功した。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (15件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Templating rare-earth hybridization via ultrahigh vacuum annealing of ErCl3 nanowires inside carbon nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      P.Ayala, R.Kitaura, R.Nakanishi, H.Shiozawa, D.Ogawa, P.Hoffmann, H.Shinohara, T.Pichler
    • 雑誌名

      Physical Review B 83

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Irregular Modulation of Density-of-States of Nano-Peapods Encapsulating Gd@C-822011

    • 著者名/発表者名
      K.Ohashi, N.Imazu, R.Kitaura, H.Shinohara
    • 雑誌名

      Metallofullerenes 115

      ページ: 3968-3972

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Templating rare-earth hybridization via ultrahigh vacuum annealing of ErCl3 nanowires inside carbon nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      Ayala, P.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 8 ページ: 85407-85407

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Irregular Modulation of Density-of-States of Nano-Peapods Encapsulating Gd@C-82 Metallofullerenes2011

    • 著者名/発表者名
      Ohashi, K.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 115 ページ: 3968-3972

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of single-wall carbon nanotubes within the channels of a mesoporous material by catalyst-supported chemical vapor deposition2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi, R.Kitaura, et. al.
    • 雑誌名

      Carbon 47

      ページ: 722-730

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Yield Synthesis of Ultrathin Metal Nanowires in Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura, et. al.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 48

      ページ: 8298-8302

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology and Melting Behavior of Ionic Liquids inside Single-Walled Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      S.Chen, et. al.
    • 雑誌名

      J.Am. Chem. Soc. 131

      ページ: 14850-14856

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromatographic Length Separation and Photoluminescence Study on DNA-Wrapped Single-Wall and Double-Wall Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Asada, et. al.
    • 雑誌名

      J.NanoMat.

      ページ: 257892-257892

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STM TIP-CURRENT-INDUCED POLYMERIZATION OF C-60, Ce-2@C-80 AND Lu-2@C-762009

    • 著者名/発表者名
      K.Ohashi, et. al.
    • 雑誌名

      NANO 4

      ページ: 281-287

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 新規カーボンナノチューブハイブリッド物質の創製2011

    • 学会等名
      カーボンナノ材料研究会
    • 年月日
      2011-03-04
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 新規カーボンナノチューブハイブリッド物質の創製2011

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      カーボンナノ材料研究会
    • 発表場所
      大阪化学技術センター
    • 年月日
      2011-03-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新規ハイブリッドナノカーボン物質の創製と機能探索2010

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      分子アンサンブル2010
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 新規ハイブリッドカーボン物質の創製と機能探索2010

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      分子アンサンブル2010
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of metal-nanowire@SWCNTs and their physical properties2010

    • 著者名/発表者名
      Dea Heon Choi
    • 学会等名
      A3 symposium on emerging materials : Nanocarbons and nanowires for energy
    • 発表場所
      Chonju, South Korea
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 放射光X線回折を用いたナノカーボン材料の構造研究2010

    • 学会等名
      SPring-8コンファレンス
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 放射光X線回折を用いたナノカーボン材料の構造研究2010

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      SPring-8コンファレンス
    • 発表場所
      東京ステーションコンファレンス
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of one-dimensional coordination nanowires in nano-space of carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura
    • 学会等名
      第60回記念錯体化学OSAKA国際会議
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of novel nanotube-based hybrid materials2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura
    • 学会等名
      the 1^<st> china-japan young chemist forum
    • 年月日
      2010-06-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of novel nanotube-based hybrid materials2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura
    • 学会等名
      The 1^<st> China-Japan Young Chemist Forum
    • 発表場所
      厦門大学(中国)
    • 年月日
      2010-06-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of novel low-dimensional nanomaterials using carbon nanotube nanoreactors2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura, H.Shinohara
    • 学会等名
      XXIVth International WInterschool on Electronic Properties of Novel Materials
    • 発表場所
      Hotal Sonnalp(Kirchberg Tirol Austria)
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 制限カーボンナノ空間を用いた物質創製と機能探索2010

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      2010-02-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブをベースとした新規ナノ物質の創製と評価2009

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      日本化学会東海支部 地区講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2009-11-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Formation and characterization of low-dimensional nanomaterials using 1D-space of Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      R.Kitaura, et. al.
    • 学会等名
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • 発表場所
      ホテル大観荘(宮城県)
    • 年月日
      2009-06-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノ空間を用いた物質創製2009

    • 著者名/発表者名
      北浦良
    • 学会等名
      日本化学会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://nano.chem.nagoya-u.ac.jp/japanese/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://nano.chem.nagoya-u.ac.jp/japanese/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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