カーボンナノチューブプローブを用いた単一シリコンナノ粒子の電気伝導機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25390015
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 安坂 幸師 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50361316)
• 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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013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: Siナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 透過電子顕微鏡法 / その場観察 / ナノ粒子

研究成果の概要

多層カーボンナノチューブをナノプローブやナノヒータ、あるいは電極として利用した高分解能透過電子顕微鏡内マニピュレーションその場観察測定法を確立した。この手法を用いてシリコンナノ粒子の構造を原子レベルの空間分解能で観察しながら電流や電圧、光を同時に測定し、カーボンナノチューブへの通電によるシリコンナノ粒子の構造と組成の変化や、カーボンナノチューブからの熱励起発光、単一シリコンナノ粒子の電気伝導特性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Transformation of silicon nanoparticles on carbon nanotube heater to hollow graphitic nanocapsules via silicon carbide (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji Asaka, Tomohiro Terada, and Yahachi Saito
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 50 ページ: 49-54
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2014.09.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and photophysics of quaterrylene molecules in single-walled carbon nanotubes: excitation energy transfer between a nanoscale cylinder and encapsulated molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyama Takeshi, Tsunekawa Takuya, Saito Takeshi, Asaka Koji, Saito Yahachi, Kishida Hideo, and Nakamura Arao
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 118 号: 37 ページ: 21671-21681
  • DOI: 10.1021/jp506361b
  • 査読あり
• [雑誌論文] 透過電子顕微鏡内その場観察法によるナノカーボンの構造と物性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師
  • 雑誌名: NEW DIAMOND 巻: 30 ページ: 11-15
• [学会発表] In-situ TEM study on self-oscillations of carbon nanotube during field emission (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤友規, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-02-20
• [学会発表] In situ TEM study on structural and electric conduction properties of a multiwall carbon nanotube connected to a Mo electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shinomiya, Koji Asaka, Hitoshi Nakahara, and Yahachi Saito
  • 学会等名: 10th Inter. Symp. on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices’15
  • 発表場所: Kunibiki Messe
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Graphitization of amorphous carbon on Ni nanoparticles with clean surfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Asaka and Yahachi Saito
  • 学会等名: 10th Inter. Symp. on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices’15
  • 発表場所: Kunibiki Messe
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Structure of amorphous carbon deposited on nanometer-seized nickel particles under ultrahigh vacuum at room temperature (2015)
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Unique properties of nanocarbon materials revealed by in situ TEM and FEM (2015)
  • 著者名/発表者名: 四ノ宮悠司, 横山昴, 安坂幸師, 中原仁, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] Field emission properties of TiO2 coated CNT studied by in-situ transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Matsuda, Hitoshi Nakahara, Koji Asaka, and Yahachi Saito
  • 学会等名: The 16th Inter. Conf. on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] In situ TEM study on electric transfer in a multiwall carbon nanotube; contact formation with a metal electrode and inter-shell conductance (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Shinomiya, Koji Asaka, Hitoshi Nakahara, and Yahachi Saito
  • 学会等名: The 16th Inter. Conf. on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in structure and composition of Si nanoparticles on a multiwall carbon nanotube at high temperatures (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Asaka, Tomohiro Terada, and Yahachi Saito
  • 学会等名: The 16th Inter. Conf. on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] TiO2を蒸着したカーボンナノチューブからの電界電子放出のTEMその場観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田薫洋, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] Effect of TiO2 coating on field emission properties of carbon nanotube by in-situ transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田薫洋, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-01-23
• [学会発表] 透過電顕その場分光法のナノカーボンへの応用の試み (2014)
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 その場観察技術研究部会第2回(2014年)研究討論会
  • 発表場所: 一般財団法人 ファインセラミックスセンター
  • 年月日: 2014-11-21
• [学会発表] 多層カーボンナノチューブにおける内層引き込み現象を利用した層間電気抵抗の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 四ノ宮悠司, 安坂幸師, 中原仁, 齋藤弥八
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 低圧化学気相成長法によるグラフェン成長過程の反射高速電子回折その場観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 湊拓郎, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] 内層引き抜き現象を利用した多層カーボンナノチューブの層間抵抗の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 四ノ宮 悠司, 安坂 幸師, 中原 仁, 齋藤 弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] 触媒を用いたアモルファスカーボンの熱処理によるSiO2上へのグラフェンの成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷部洋平, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] Graphene growth on wide terraces of SiC (0001) in Ar atmosphere (2014)
  • 著者名/発表者名: Chenxing Wang, Hitoshi Nakahara, Koji Asaka, Yahachi Saito
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-04
• [学会発表] カーボンナノチューブヒータ表面でのシリコンナノ粒子と炭素の高温反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師, 寺田朋広, 齋藤弥八
  • 学会等名: ナノ学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-05-22
• [学会発表] カーボンナノチューブヒータ表面でのSiナノ粒子の構造変化その場TEM観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師, 寺田朋広, 齋藤弥八
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2014-05-13
• [学会発表] Niナノ粒子を用いたカーボンナノチューブの切断及び接合過程その場TEM観察
  • 著者名/発表者名: 苅田基志, 安坂幸師, 中原仁, 齋藤弥八
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] カーボンナノチューブヒータ表面に担時したシリコンナノ粒子の炭素との反応その場TEM観察
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師, 寺田朋広, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] アモルファスカーボンの加熱による絶縁基板上へのグラフェンの直接成長
  • 著者名/発表者名: 長谷部洋平, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] 透過電子顕微鏡内その場分光法のナノ材料評価への応用の試み
  • 著者名/発表者名: 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: マイクロビームアナリシス第141委員会
  • 発表場所: (財)ファインセラミックスセンター
• [学会発表] アモルファスカーボンの加熱によるSiO2上へのグラフェン合成
  • 著者名/発表者名: 長谷部洋平, 中原仁, 苅田基志, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター
• [学会発表] ニッケル粒子を用いたカーボンナノチューブの通電による接合
  • 著者名/発表者名: 苅田基志, 安坂幸師, 中原仁, 齋藤弥八
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター
• [学会発表] アモルファスカーボンの触媒金属支援熱処理によるSiO2上へのグラフェンの成長
  • 著者名/発表者名: 長谷部洋平, 中原仁, 安坂幸師, 齋藤弥八
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 青山学院大学