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その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ材料の形成機構・新規特性解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K23040
補助金の研究課題番号 22H01772 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関福井工業大学

研究代表者

安坂 幸師  福井工業大学, 工学部, 教授 (50361316)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2025年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードナノカーボン / 透過電子顕微鏡法 / その場観察 / その場透過電子顕微鏡法 / 同期計測 / マニピュレーション / カーボンナノ材料
研究開始時の研究の概要

カーボンナノチューブやカルビンなどの一次元カーボンナノ物質は、その構造に起因して特異な電気的、力学的、光学的特性を発現することが期待されている。しかしながら、一次元カーボンナノ物質個々の大きさは、原子オーダーと極めて小さいことから、これまで一次元カーボンナノ物質個々の構造と対応させて特異な特性を直接解明した実験的研究は限られてきた。そこで本研究では、原子レベルの分解能で構造観察でき、かつ電流や電圧、光などの物理量の変化をその場で同時測定できるその場透過電子顕微鏡法による構造・物性研究の基盤を確立し、一次元カーボンナノ物質の特異な特性を実験的に解明することを目指す。

研究実績の概要

カーボンナノチューブやカルビンなどの一次元カーボンナノ物質は、その構造に起因して特異な電気的、力学的、光学的特性を発現することが期待されている。このようなナノスケールで構造が制御されている一次元カーボンナノ物質の物理的特性は、物質個々の構造の違いに応じて敏感に変化するため、その特性の本質を明らかにしようとする研究では、物質の集合体を用いた統計的な評価だけでなく、物質個々の構造と物性を対応させて評価を行うことが求められる。しかしながら、一次元カーボンナノ物質個々の大きさは、ナノメートルオーダーと極めて小さいことから、これまで一次元カーボンナノ物質個々の構造と対応させて特異な特性を直接解明しようとする実験的研究は限られてきた。本研究では、原子レベルの分解能で一次元カーボンナノ物質の構造を観察でき、かつ電流や電圧、光などの物理量の変化をその場で同時に測定できるその場透過電子顕微鏡法による構造・物性研究の基盤を確立し、一次元カーボンナノ物質の特異な特性を実験的に解明することを目指す。本年度、所属研究機関の変更にともない、研究環境の整備を進めつつ、その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ物質の観察・計測技術の確立に取り組み、アモルファスカーボンにより先端や側面が覆われたカーボンナノチューブからなる電子エミッタを作製して透過電子顕微鏡内でその場電界放出実験を実施し、その場透過電子顕微鏡法による観察・計測技術および電界放出特性に関する知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

年度途中での所属研究機関の変更にともない、研究環境の整備に時間を要しているため。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、基本的に本研究計画に沿って実施する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Ultrahigh porosity photoluminescent silicon aerocrystals with greater than 50% nanocrystal ensemble quantum yields2023

    • 著者名/発表者名
      Bernard Gelloz, Leigh Canham, Koji Asaka, Yuto Nakamura, Hideo Kishida
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 134 号: 3

    • DOI

      10.1063/5.0152098

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-organized Ge1-xSnx quantum dots formed on insulators and their room temperature photoluminescence2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Kaoru, Shibayama Shigehisa, Asaka Koji, Sakashita Mitsuo, Kurosawa Masashi, Nakatsuka Osamu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: 7 ページ: 075506-075506

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ace5f9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Uitrahigh Porosity Photoluminescent Mesoporous Silicon with Greater than 50% Quantum Yields2023

    • 著者名/発表者名
      Bernard Gelloz, Leigh Canham, Koji Asaka, Yuto Nakamura, Hideo Kishida, Lianhua Jin
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多層量子ドット構造実現に向けた絶縁体上へのGe1-xSnxナノ ドットの自己形成2022

    • 著者名/発表者名
      橋本薫, 柴山茂久, 安坂幸師, 中塚理
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Sn-driven self-formation of Ge1-xSnx nanodots on insulator for multi-layered quantum dots structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Hashimoto, Shigehisa Shibayama, Koji Asaka, Masashi Kurosawa, Osamu Nakatsuka
    • 学会等名
      9th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱安定性の高いGe1-xSnx量子ドットの自己形成2022

    • 著者名/発表者名
      橋本薫, 柴山茂久, 安坂幸師, 黒澤昌志, 坂下満男, 中塚理
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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