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直径およびカイラリティを制御したナノチューブ薄膜生成プロセスのマルチスケール解析

研究課題

研究課題/領域番号 24686026
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 熱工学
研究機関東京大学

研究代表者

澁田 靖  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401124)

研究協力者 エリオット ジェームズ  英国ケンブリッジ大学, 材料科学科, 講師
ネッツ エリック  ベルギーアントワープ大学, 化学科, 助教
アマラ ハキム  フランスONERA(航空研究所), 研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードナノチューブ・フラーレン / マルチスケール解析 / 分子動力学法 / 第一原理分子動力学 / 国際研究者交流:イギリス / 国際研究者交流:ベルギー / 国際研究者交流:フランス / 国際研究者交流:イギリス / 国際研究者交流:フランス / 国際研究者交流:ベルギー
研究成果の概要

本研究では,直径およびカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて直径及びカイラリティ決定因子の解明を目的とし,様々な計算手法によるNi(/グラファイト整合界面のエネルギーを系統的に求め,最安定構造が計算手法に依存する(Rosei及びTop(fcc)界面)ことを明らかにした.また第一原理分子動力学法シミュレーションにより,炭素源分子解離過程を詳細に検討し,CHxCOフラグメント分子のC-C結合が優先的に解離することなどを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Low reactivity of methane on copper surface during graphene synthesis via CVD process: ab initio molecular dynamics simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, R. Arifin, K. Shimamura, T. Oguri, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 610-611 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.11.068

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bond dissociation mechanism of ethanol during carbon nanotube synthesis via alcohol catalytic CVD technique: ab initio molecular dynamics simulation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 595-596 ページ: 185-191

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.02.002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio Molecular Dynamics Simulation of the Dissociation of Ethanol on a Nickel Cluster: Understanding the Initial Stage of Metal-Catalyzed Growth of Carbon Nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 117 号: 19 ページ: 9983-9990

    • DOI

      10.1021/jp403006m

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomistic modelling of CVD synthesis of carbon nanotubes and graphene2013

    • 著者名/発表者名
      J.A. Elliott, Y. Shibuta, H. Amara, C. Bichara, E.C. Neyts
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 5 号: 15 ページ: 6662-6676

    • DOI

      10.1039/c3nr01925j

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics simulation of dissociation of methane on nickel(111) surface: unravelling initial stage of graphene growth via a CVD technique2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, Rizal Arfin, K. Shimamura, T. Oguri, F. Shimojo, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 565 ページ: 92-97

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.02.038

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ethanol decomposition on transition metal nanoparticles during carbon nanotube growth: ab initio molecular dynamics study2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, K. Shimamura, T. Oguri, R. Arifin, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2015
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular dynamics study of bond dissociation mechanism of ethanol during carbon nanotube growth via CVD process2014

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      NT14
    • 発表場所
      University of Southern California, Los Angeles, California, USA
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Role of catalytic metals on formation process of carbon nanotube and graphene: ab initio molecular dynamics study2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, K. Shimamura, T. Oguri, R. Arifin, W. Hashizume, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2014
    • 発表場所
      Corolado Convention Center, Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular dynamics study of dissociation of methane on nickel surface in graphene synthesis via a CVD technique2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, R. Arifin, K. Shimamura, T. Oguri, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      NT13
    • 発表場所
      Aalto University, Espoo, Finland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular dynamics study of dissociation of ethanol on nickel cluster in metal-catalyzed growth of carbon nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      NT13
    • 発表場所
      Aalto University, Espoo, Finland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular dynamics study on the role of nickel cluster as catalytic metalin carbon nanotubes synthesis2013

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      CCTN13
    • 発表場所
      Tallink Spa & Conference hotel, Tallinn, Estonia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Understanding initial dissociation process of carbon source molecules during nanotubesand graphene synthesis: Ab initio molecular dynamics simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta*, K. Shimamura, T. Oguri, R. Arifin, W. Hashizume, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      CCTN13
    • 発表場所
      Tallink Spa & Conference hotel, Tallinn, Estonia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular dynamics study of dissociation of ethanol molecules on the nickel cluster in initial stage of carbon nanotubes growth2013

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      JCREN2013
    • 発表場所
      広島大学,広島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Unraveling dissociation of ethanol molecules in initial stage of carbon nanotubes growth via an ACCVD technique :ab initio molecular dynamics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      T. Oguri, K. Shimamura, Y. Shibuta, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      2013 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Understanding initial dissociation of carbon source molecules on metal surface during CVD growth of graphene: ab initio molecular dynamics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta, R. Arifin, K. Shimamura, T. Oguri, F. Shimojo, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      2013 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ生成初期過程における炭素源分子の解離機構解明:第一原理分子動力学法シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      小栗知也・島村孝平・澁田靖・下條冬樹・山口周
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学,佐賀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン生成初期段階における炭素源分子解離過程の第一原理分子動力学法シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      澁田靖・Arifin Rizal・島村孝平・小栗知也・下條冬樹・山口周
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学,佐賀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical approach to the role of metal atoms during carbon nanotube growth2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibuta
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM 2012
    • 発表場所
      Biopolis Shared Facilities, Singapore(Invited lecture)
    • 年月日
      2012-07-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] http:www.mse.t.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] http://www.mse.t.u-tokyo.ac.jp/shibuta/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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