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カーボンナノチューブ内部における一次元炭素鎖の構造制御と物性解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K14564
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関長野工業高等専門学校 (2023)
信州大学 (2022)

研究代表者

姜 天水  長野工業高等専門学校, 情報エレクトロニクス系, 助教 (70884443)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード一次元炭素鎖 / Linear Carbon Chain / LCC / 高温熱処理 / カルビン / カーボンナノチューブ / 構造制御
研究開始時の研究の概要

一次元炭素鎖 (LCC)は、超電導特性やエネルギーギャップの変調等のユニークな諸特性が予測されているが、安定性に欠けるため実験的な構造・物性の解明は進展が乏しく、分野の発展のためにはLCCの構造制御法の確立・物性の解明が急務である。
本研究では、LCCをカーボンナノチューブ (CNT)内部のナノ空間に合成したLCC@CNTに対して、熱処理によるLCCの構造制御法を確立させると共に、制御された各々の構造を有するLCCの電子輸送特性・電気化学特性解明を目指す。本研究による知見は、高機能な分子ワイヤー・電子デバイスの実現にも繋がることから、エレクトロニクス分野への波及効果も期待できる。

研究成果の概要

本研究では、一次元炭素鎖 (LCC)をカーボンナノチューブ (CNT)内部に合成したLCC@CNTを用いて、熱処理によるLCCの構造制御法を確立させると共に、制御された各々の構造を有するLCCの物性を解明することを目的とした。実験では、LCC@CNTに対して高温熱処理を行い、その構造変化をRaman分光分析で観察した。高温熱処理によりLCCのRamanスペクトルが変化したことから、LCCが融合して鎖長が長くなったことが示唆された。また、本研究では半値幅の小さいLCCのRamanスペクトルが得られており、効果的な構造制御手法であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、高温熱処理によるLCCの構造制御に関する新しい知見を得ることができた。この成果に基づき、将来にはこれまで実験的に解明されていなかったLCCの超電導特性やエネルギーギャップ変調などのユニークな物性に対する新しい理論を見出すことが可能になると考える。これはLCC分野の基礎的な知識の蓄積だけでなく、高機能な分子ワイヤーや電子デバイスの実現にも繋がるため、エレクトロニクス分野への波及効果も期待できる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 高温熱処理による一次元炭素鎖の構造変化2022

    • 著者名/発表者名
      姜天水、藤澤一範、橋本佳男
    • 学会等名
      炭素材料学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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