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一次元ヘテロ構造の合成制御と光学物性

研究課題

研究課題/領域番号 23H00163
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

丸山 茂夫  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90209700)

研究分担者 千足 昇平  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50434022)
大塚 慶吾  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20823636)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)
2023年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
キーワード一次元ファンデルワールスヘテロ構造 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / カーボンナノチューブ / 分光計測 / 光電変換デバイス
研究開始時の研究の概要

単層カーボンナノチューブ(CNT)のテンプレート上に異種ナノチューブを同心積層した一次元ヘテロ構造について,原子層種の拡張や原子スケールでの成長メカニズム解明,さらにマクロな光学物性や輸送特性を実現してきた.とりわけ,特定の一次元ファンデルワールス(vdW)ヘテロナノ構造に見られる光吸収の増大は,一次元の同心構造という特異な構造と相まって革新的な光電変換デバイス応用に期待がされる.本研究では,高度に制御された試料を用いて光学物性のより深い解明と制御を狙う.さらにデバイス応用を見据え,半導体CNTやカイラリティが制御されたCNTを内層とした一次元vdWヘテロナノ構造において光学物性制御を目指す.

研究実績の概要

単層カーボンナノチューブ(CNT)のテンプレート上に異種ナノチューブを同心積層した一次元ヘテロ構造について、原子層種の拡張や原子スケールでの成長メカニズム解明、さらにマクロな光学物性や輸送特性を実現してきた。とりわけ、特定の一次元ファンデルワールス(vdW)ヘテロナノ構造に見られる光吸収の増大は、一次元の同心構造という特異な構造と相まって革新的な光電変換デバイス応用に期待がされる。本研究では、高度に制御された試料を用いて光学物性のより深い解明と制御を狙っている。さらにデバイス応用を見据え、半導体CNTやカイラリティが制御されたCNTを内層とした一次元vdWヘテロナノ構造において光学物性制御を目指している。そうした一次元ヘテロ構造を構成する物質には、大気中での安定性に乏しいものもあり、試料の準備工程や測定に際して不活性ガスで安定して実施できることが望ましい。限られた研究期間ではあるが、本研究課題を通じてそうした環境整備の整備を進めることができた。その結果、酸化されやすい特定の遷移金属ダイカルコゲナイドなどを組み込んだヘテロ構造を用いた分光計測やデバイス試作への展開が可能となってくることから、一次元vdWヘテロ構造の合成制御と光学物性解明において進展があった。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Growth of BNNT with the template of SWCNT2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Maruyama
    • 学会等名
      MNF2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical Properties and Device Application of One-Dimensional vdW Heterostructures Based on Single-Walled Carbon Nanotubes2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Maruyama
    • 学会等名
      243rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Device Application of One-Dimensional vdW Heterostructures Based on Single-Walled Carbon Nanotubes2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Maruyama
    • 学会等名
      10th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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