ナノチューブ電子エミッタ型太陽エネルギー変換システムの可能性探究

• 研究課題/領域番号: 23656197
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 滝川 浩史 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90226952)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / エミッタ / 太陽エネルギー変換 / 真空デバイス / 加工技術 / 太陽熱 / 太陽光

研究概要

本研究では，カーボンナノチューブ等のナノカーボンを電子エミッタとして用いた真空式太陽エネルギー変換デバイスの実現可能性を探った。太陽熱と太陽光とを併用した変換駆動方式を狙った変換デバイスである。２種類の加熱機構を有したスルーホール型電子放出デバイスを設計・作製し，電子放出特性の変化を観察した。加熱することで，電子放出特性が向上することがわかった。
その他，デバイスの実現に向け，カーボンナノコイルの合成条件の最適化，カーボンナノニードルの形成，Siウェハの多孔加工，およびSi-ガラス接合に関するノウハウを蓄積できた。

研究成果

• [雑誌論文] 水素フリーDLC テトラヘドラルアモルファスカーボンの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史
  • 雑誌名: 潤滑経済 巻: 586号 ページ: 6-9
• [雑誌論文] Improved mechanical properties of bucky paper achieved via the addition of carbon nanocoils (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: Vol.1585 ページ: 89-96
  • DOI: 10.1063/1.4866624
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] フィルタードアーク蒸着で形成したDLC 膜の概要と応用(特集表面改質技術) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 巻: 27巻 ページ: 38-40
  • NAID: 40019560583
• [雑誌論文] ピュアカーボンプラズマビームを用いた超硬質DLC 膜の合成と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田上 英人, 滝川 浩史, 須田 善行
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 63巻 ページ: 34-40
• [雑誌論文] "Optimization of chemical vapor deposition for reducing the fiber diameter and number of graphene layers in multi-walled carbon nanocoils " (2013)
  • 著者名/発表者名: S. L. Lim, Y. Suda, K. Takimoto, Y. Ishii, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu,Y. Umeda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 11S ページ: 11NL04-11NL04
  • DOI: 10.7567/jjap.52.11nl04
  • 査読あり
• [雑誌論文] フィルタードアーク蒸着で形成したDLC膜の概要と応用 (特集 表面改質技術) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 巻: 27 ページ: 38-40
  • NAID: 40019560583
• [雑誌論文] ピュアカーボンプラズマビームを用いた超硬質DLC膜の合成と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田上英人，滝川浩史，須田善行
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 63 ページ: 34-40
• [雑誌論文] 水素フリーDLCテトラヘドラルアモルファスカーボンの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史
  • 雑誌名: 潤滑経済 巻: 586 ページ: 6-9
• [雑誌論文] Effect of filament discharge on uprightness of carbon nanotwists tightly-adhered to substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugioka, M. Yokota, T. Pude, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, H. Ue1, Y. Umeda, and K. Shimizu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 号: 8S1 ページ: 08JF08-08JF08
  • DOI: 10.1143/jjap.50.08jf08
  • NAID: 210000139469
• [雑誌論文] Effect of Filament Discharge on Uprightness of Carbon Nanotwists Tightly-Adhered to Substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sugioka, Masashi Yokota, Tang Pude, Yoshiyuki Suda, Hirofumi Takikawa, Hideto Tanoue, Hitoshi Ue, Yoshito Umeda, and Kazuki Shimizu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 210000139469
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄微粉末を使用したカーボンナノコイルの高純度合成および不純物の低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水 慶明, 丸山 皓司, 飯田 哲生, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] Synthesis of high purity carbon nanocoils on the sheet-like carbon deposits and reduction of byproducts using Fe fine particles (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水 慶明, 丸山 皓司, 飯田 哲生, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第46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: 東京大学
• [学会発表] 鉄微粉末を使用したカーボンナノコイルの高純度合成および不純物の低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水慶明，丸山皓司，飯田哲生，須田善行，田上英人，滝川浩史，植 仁志，清水一樹，梅田良人
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川県、青山学院大学
• [学会発表] Synthesis of high purity carbon nanocoils on the sheet-like carbon deposits and reduction of byproducts using Fe fine particles (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水慶明，丸山皓司，飯田哲生，須田善行，田上英人，滝川浩史，植 仁志，清水一樹，梅田良人
  • 学会等名: 第46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: 東京都、東京大学
• [学会発表] Preparation of measurement inductance device for single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kunimoto, F. Futagawa, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
• [学会発表] Improved mechanical property of bucky paper by adding carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
• [学会発表] Increasing carbon nanocoil purity by optimizing Fe/Sn molar ratio (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
• [学会発表] Torsion fracture of carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yonemura, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint symposia
  • 発表場所: Doshisya Univ
• [学会発表] サーレ アブスアイリキ, 反射率のその場計測によるスーパーDLC 膜の膜厚制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細尾 倫成, 田上 英人, 須田 善行, 滝川 浩史, 神谷 雅男, 瀧 真, 長谷川 祐史, 辻 信広
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイルの高収率化に向けた合成条件の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 平成25年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Super DLC film formation with filtered vacuum arc deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takikawa
  • 学会等名: The 9th Asian- European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2013)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] カーボンナノコイルのばね定数測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 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: 大阪大学
• [学会発表] カーボンナノコイルの高収率化に向けた合成条件の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 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: 大阪大学
• [学会発表] Electrical resistance measurement of single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清 水 一樹, 梅 田 良人
  • 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: 大阪大学
• [学会発表] カーボンナノコイル添加によるバッキーペーパーの機械的特性の向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田良人
  • 学会等名: 第44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: 東京大学
• [学会発表] Measurement of electric resistance of a single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清 水 一樹, 梅 田 良人
  • 学会等名: 第44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: 東京大学
• [学会発表] Improvement of chemical vapor deposition for the purity of multi-walled carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, S. L. Lim, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu
  • 学会等名: IS Plasma 2013
  • 発表場所: Nagoya Univ
• [学会発表] Super DLC Film Formation with Filtered Vacuum Arc Deposition (Invited) (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takikawa
  • 学会等名: "The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2013) "
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Preparation of Measurement Inductance Device for Single Carbon Nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kunimoto, M. Futagawa, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago Sea-Park & Spa Hotel, Japan
• [学会発表] Improved Mechanical Property of Bucky Paper by Adding Carbon Nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago Sea-Park & Spa Hotel, Japan
• [学会発表] Increasing Carbon Nanocoil Purity by Optimizing Fe/Sn Molar Ratio (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago Sea-Park & Spa Hotel, Japan
• [学会発表] Torsion Fracture of Carbon Nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yonemura, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha Univ., Japan
• [学会発表] 反射率のその場計測によるスーパーDLC膜の膜厚制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細尾倫成，田上英人，須田善行，滝川浩史，神谷雅男，瀧真，長谷川祐史，辻信広，サーレ アブスアイリキ
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都府、同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイルの高収率化に向けた合成条件の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山皓司，須田善行，田上英人，滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都府、同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本隆司，米村泰一郎，須田善行，田上英人，滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都府、同志社大学
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定結果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本隆司，須田善行，田上英人，滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 学会等名: 平成25年電気学会基礎・材料共通部門大会
  • 発表場所: 神奈川県、横浜国立大学
• [学会発表] Spring Constant Measurement of Carbon Nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: 米村泰一郎, 須田善行, 田上英人, 滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 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: 大阪府、大阪大学
• [学会発表] Improvement of synthesis conditions for high yield of carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山皓司, 須田善行, 田上英人, 滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 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: 大阪府、大阪大学
• [学会発表] Electrical resistance measurement of single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本隆司, 米村泰一郎, 須田善行, 田上英人, 滝川浩史, 植 仁志, 清水一樹, 梅田良人
  • 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: 大阪府、大阪大学
• [学会発表] Improvement of chemical vapor deposition for the purity of multi-walled carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, S. L. Lim, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu
  • 学会等名: ISPlasma2013
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 黒鉛化処理がカーボンナノコイルの引張変形に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 日本ばね学会秋季定例講演会
  • 発表場所: 京都タワーホテル
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] Effects of dielectric barrier discharge treatment conditions on carbon nanofibers -their stand-up and enhancement of field emission property (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, Y. Sugioka, R. Kunimoto, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: International Conference on Electronic materials (IUMRS-ICEM2012)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama
• [学会発表] カーボンナノコイルの分散に対する界面活性剤の比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東海支部大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] カーボンナノコイルの引張前後における電気抵抗の測定用試料の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
• [学会発表] 分散時間に対するカーボンナノコイルの長さ依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 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: 東北大学
• [学会発表] SEM 内におけるカーボンナノコイルの電気的特性の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 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: 東北大学
• [学会発表] Effects of Dielectric Barrier Discharge Treatment COnditions on Carbon Nanofibers -Their Stand-up and Enhancement of Field Emission Property- (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, Y. Sugioka, R. Kunimoto, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 学会等名: IUMRS-ICEM 2012 (Internariona Union of Materials Research Societhies - International Conference on Electronic Materials 2012)
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] SEM内におけるカーボンナノコイルの電気的特性の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司， 米村 泰一郎，須田 善行，田上 英人，滝川 浩史，植 仁志，清水 一樹，梅田 良人
  • 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: 東北大学
• [学会発表] カーボンナノツイスト膜のフィラメント放電起毛に及ぼすPt オーバーコートの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉岡 由基, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] カーボンナノツイスト膜のフィラメント放電起毛に及ぼすPtオーバーコートの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉岡由基，須田善行，田上英人，滝川浩史，植 仁志，清水一樹，梅田良人
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形県，山形大学
• [図書] 光学薄膜の最適設計・成膜技術と膜厚・膜質・光学特性の制御 第15 節 真空アーク蒸着法による光学薄膜の成膜技術と膜質・膜厚の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史, 他
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] DLC の応用技術-進化するダイヤモンドライクカーボンの産業応用と未来技術-(普及版) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史, 他
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 光学薄膜の最適設計・成膜技術と膜厚・膜質・光学特性の制御 第15節 真空アーク蒸着法による光学薄膜の成膜技術と膜質・膜厚の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史 ほか
  • 総ページ数: 890
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] DLCの応用技術－進化するダイヤモンドライクカーボンの産業応用と未来技術－(普及版) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川浩史 ほか
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
• [産業財産権] DLC膜及びDLCコート金型 (2014)
  • 発明者名: 滝川浩史, 田上英人, 神谷雅男, 加藤裕久, 瀧真, 長谷川祐史
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学, 伊藤光学工業(株), (株)オンワード技研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-28