Atomically precise oxidation and alkylation of graphene leading to nanopattern formation on the surface

• 研究課題/領域番号: 25390013
• 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: ナノ材料化学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: Hossain Md.Zakir (HOSSAIN Md.Zakir) 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (10415341)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ナノ表面・界面 / グラフェン / 表面・界面物性 / ナノ材料 / Graphene / Chlorination / Alkylation / STM/STS / XPS / Surface / Oxidation / Interface

研究成果の概要

本研究ではほぼ単層のグラフェン上における完全な酸化及びアルキル化を達成する新手法を開発する。私はSi露出SiC基板上にエピタキシャル成長させたグラフェンを用いて、二種の液相酸化反応により、選択的に片面のみのグラフェンを広域に酸化する方法の開発を行った。その上、グラフェンを二段階の光化学的手法を用いた塩素化/アルキル化により、アリル/アルキル基をSiC上グラフェンへ結合することができた。他のハロゲン化したグラフェンをさらに化学修飾させることができるか確かめるため、SiC上グラフェンをハロゲンと反応させ、更にアリルグリニャール試薬と反応するか研究した。

研究成果

• [雑誌論文] Halogenation of epitaxial graphene grown on the Si-face of the SiC(0001) substrate and its further reaction with Grignard reagent (2016)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain and Maisarah B. A. Razak
  • 雑誌名: New Journal of Chemistry 巻: 40 号: 2 ページ: 1671-1678
  • DOI: 10.1039/c5nj02642c
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monolayer Selective Methylation of Epitaxial Graphene on SiC(0001) Through Two-step Chlorination-Alkylation Reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain, Maisarah B. A. Razak, Hiroyuki Noritake, Yuichiro Shiozawa, Shinya Yoshimoto, Kozo Mukai, Takanori Koitaya, Jun Yoshinobu, and Sumio Hosaka
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 号: 38 ページ: 22096-22101
  • DOI: 10.1021/jp5068186
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aqueous-Phase Oxidation of Epitaxial Graphene on the Silicon Face of SiC(0001) (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain, Maisarah B. A. Razak, Shinya Yoshimoto, Kozo Mukai, Takanori Koitaya, Jun Yoshinobu, Hayato Sone, Sumio Hosaka, Mark C. Hersam
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 号: 2 ページ: 1014-1020
  • DOI: 10.1021/jp4092738
  • 査読あり
• [学会発表] Organic functionalization of epitaxial graphene on SiC(0001) through two-step reactions (2015)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain
  • 学会等名: 7th annual Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference 2015
  • 発表場所: Lorne, Victoria, Australia
  • 年月日: 2015-10-25
• [学会発表] Covalent modification of epitaxial graphene on SiC substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain,
  • 学会等名: International Conference on Material Chemistry (ICMC-2014)
  • 発表場所: Shahjalal University of Science and Technology, Sylhet, Bangladesh
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] Atomic scale characterization of oxidized epitaxial graphene on SiC substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: Shimane Prefectural Convention Center, Kunibiki Messe, Matsue, Shimane, Japan
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [学会発表] Oxidation of epitaxial graphene on SiC substrate: STM/STS, XPS and Raman characterization (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain
  • 学会等名: The 6th International Conference on Recent Progress in Graphene Research (RPGR2014)
  • 発表場所: Howard Civil Service International House, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-25
• [学会発表] Graphene on different functionalized silicon surfaces: Raman and XPS investigation (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain
  • 学会等名: The 6th International Conference on Recent Progress in Graphene Research (RPGR2014)
  • 発表場所: Howard Civil Service International House, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-25
• [学会発表] Oxidation of Epitaxial graphene grown on SiC: STM and XPS studies (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Zakir Hossain, Maisarah B. A. Razak
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surface and Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: EPOCHAL Tsukuba, Japan
• [学会発表] Gas and aqueous phase oxidation of epitaxial graphene on silicon face of SiC(0001) (2013)
  • 著者名/発表者名: Maisarah B. A. Razak, Md. Zakir Hossain
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Element Innovation
  • 発表場所: Kiryu, Japan