光機能化グラフェンの開発

• 研究課題/領域番号: 23550207
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梅山 有和 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378806)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 有機電子材料・素子 / グラフェン / 化学修飾 / ポルフィリン / フラーレン / スペーサー / 電子移動 / エネルギー移動 / ピレン

研究概要

グラファイトが単層にまで剥離された構造を有するグラフェンは、二次元に広がったπ共役系を有する厚さ1 nm程度のナノカーボン材料であり、優れた機械的・電子的特性を示すことから、現在活発に研究が行われている。本研究では、グラファイトを酸化して一層一層にまで剥離された酸化グラフェンを還元することで得られる、化学変換グラフェンに着目し、それに対して共有結合によりポルフィリンやピレンなどの色素分子を連結した光機能化グラフェンを創出した。また、グラフェン平面上にフラーレンなどの機能性材料を集積した新規複合材料を創出した。

研究成果

• [雑誌論文] グラフェンの有機太陽電池への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 2 ページ: 89-94
• [雑誌論文] Design and Control of Organic Semiconductors and Their Nanostructures for Polymer–Fullerene-Based Photovoltaic Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Umeyama, T.; Imahori, H.
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 2 号: 30 ページ: 11545-11560
  • DOI: 10.1039/c3ta15387h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incorporation of Graphene to Fullerene Clusters and Fullerene-Nanotube Composites and Their Photoelectrochemical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, J. Baek, N. Tezuka, K. Morita, and H. Imahori
  • 雑誌名: ECS J. Solid State Sci. Technol. 巻: 2 号: 10 ページ: M3001-M3007
  • DOI: 10.1149/2.001310jss
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photofunctional Hybrid Nanocarbon Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 7 ページ: 3195-3209
  • DOI: 10.1021/jp309149s
• [雑誌論文] Preparation and Photophysical and Photoelectrochemical Properties of Covalently Fixed Porphyrin-Chemically Converted Graphene Composite (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Umeyama, J.Mihara, N.Tezuka, Y.Matano, K.Stranius, V.Chukharev, N.V.Tkachenko, H.Lemmetyinen, K.Noda, K.Matsushige, T.Shishido, Z.Liu, K.Hirose-Takai, K.Suenaga, H.Imahori
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 巻: 18 号: 14 ページ: 4250-4257
  • DOI: 10.1002/chem.201103843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Assembling Porphyrins and Phthalocyanines for Photoinduced Charge Separation and Charge Transport (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Imahori, T.Umeyama, K.Kurotobi, Y.Takano
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 48 号: 34 ページ: 4032-4045
  • DOI: 10.1039/c2cc30621b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Transfer Cascade by Organic/Inorganic Ternary Composites of Porphyrin, Zinc Oxide Nanoparticles, and Reduced Graphene Oxideon a Tin Oxide Electrode that Exhibits Efficient Photocurrent Generation (2011)
  • 著者名/発表者名: 林宏暢、Ian V.Lightcap、辻本将彦、高野幹夫、梅山有和、Prashant V.Kamat、今堀博
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 20 ページ: 7684-7687
  • DOI: 10.1021/ja201813n
  • 査読あり
• [学会発表] オリゴフェニレンスペーサーを有するポルフィリン-グラフェン連結系の合成と光物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡拓磨，白鎭碩，梅山有和，今堀博
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Hybrid Nanocarbon Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: JAIST International Symposium on Functional Polymer
  • 発表場所: JAIST, Komatsu
  • 年月日: 2013-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Nanocarbon Materials for Solar Energy Conversion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: The Second International Conference on Photocatalysis and Solar Energy Conversion : Development of Materials and Nanomaterials (PASEC-2)
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Nanocarbon Materials for Solar Energy Conversion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: The Second International Conference on Photocatalysis and Solar Energy Conversion: Development of Materials and Nanomaterials (PASEC-2)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] フラーレン-グラフェンおよびフラーレン－ナノチューブ－グラフェン複合体の形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和，白鎭碩，手塚記庸，森田和樹，今堀博
  • 学会等名: 第45回フラーレン－ナノチューブ－グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] フラーレン-グラフェンおよびフラーレン－ナノチューブ－グラフェン複合体の形成とその光電気化学特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和，白鎭碩，手塚記庸，森田和樹，今堀博
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] グラフェンの有機太陽電池への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 炭素材料学会第8回スキルアップセミナー
  • 発表場所: 連合会館(東京)
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] 光電変換機能を目指したナノカーボン複合材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: ニューダイヤモンドフォーラム平成24年度第1回研究会
  • 発表場所: 東京大学駒場IIキャンパス(東京)
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Composite Materials of Nanocarbons with Conjugated Polymers and Chromophores for Photoelectrochemical Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Polymeric Materials 2012 (ISAPM 2012)
  • 発表場所: Sunway Resort Hotel & Spa, Selangor, Malaysia
  • 招待講演
• [学会発表] Photoelectrochemical Devices Based on Composite Materials of Fullerene-Encapsulated Single-Walled Carbon Nanotubes with Conjugated Polymer and Chromophore (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: Carbon Nanotube Nanoelectronics (CNTNE2012)
  • 発表場所: Hotel Rubura Ohzan, Nagoya
• [学会発表] Composite Materials of Nanocarbons with Conjugated Polymers and Chromophores for Photoelectrochemical Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] Composite Materials of Nanocarbons with Conjugated Polymers and Chromophores for Photoelectrochemical Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Polymeric Mateials 2012
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 招待講演
• [学会発表] ポルフィリンが共有結合で修飾された化学変換グラフェンの合成と光物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和・三原潤也・今堀博
  • 学会等名: 第43回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ボトムアップ式にグラフェン上に組織化された有機無機複合体が示す高効率な光電変換特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林 宏暢、梅山有和、今堀 博
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学矢上キャンパス
• [学会発表] 有機太陽電池を指向したナノカーボン複合材料作製技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 平成23年度産学官連携推進会議若手研究者による科学・技術説明会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京)
• [学会発表] Photocurrent Generation by Semiconducting Electrodes Modified with Nanocarbon Materials and Porphyrins (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress (14ACC)
  • 発表場所: Queen Sirikit National Convention Center, Bangkok, Thailand
  • 招待講演
• [学会発表] Photocurrent Generation by Semiconducting Electrodes Modified with Nanocarbon Materials and Porphyrins (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama and H. Imahori
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress（招待講演）(招待講演)
  • 発表場所: バンコク（タイ）
• [学会発表] ナノカーボン材料による光電変換機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和、今堀 博
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県）
• [学会発表] 光機能性ナノカーボン複合材料
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 第３回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン若手研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] Photofunctional Hybrid Nanocarbon Materials
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: JAIST International Symposium on Functional Polymer
  • 発表場所: Komatsu, Japan
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html
• [備考] 梅山有和のホームページ
  • URL: http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html