強磁性金属内包カーボンナノチューブによる機能性繊維の作製

• 研究課題/領域番号: 25390030
• 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: ナノ材料工学
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 佐藤 英樹 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40324545)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 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: 強磁性金属内包カーボンナノチューブ / 鉄ナノワイヤ / カーボンナノチューブ繊維 / 化学気相成長法 / 鉄内包カーボンナノチューブシート / 鉄内包カーボンナノチューブ / フェロセン / ニッケロセン / 磁気特性 / 磁化方向制御

研究成果の概要

本研究では，強磁性金属である鉄を内包するカーボンナノチューブ(Fe@CNT)が優れた磁気特性を示すことに注目し，これを様々な磁気応用に供することを目的として，(1) Fe@CNTの磁気特性制御法の確立（保磁力向上），(2) Fe@CNT繊維の紡績技術確立，の二点に注目して研究を実施した。
本研究の結果，Fe@CNT合成用の触媒として大気中酸化させたNi薄膜を用いることにより，その保磁力を2.0 kOe以上に増強可能であることが明らかになった。また，平面基板上に成長させた薄膜状Fe@CNTを樹脂に包埋させることで，その磁気特性を維持したまま平面基板から剥離させたFe@CNTシートの作製に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Catalyst film preparation for efficient growth of carbon nanotubes filled with iron nanowires (2016)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Tamaki, Hideki Sato, Nobuo Kubonaka, Yuji Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology A 巻: 34 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.4938055
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth Characteristics of Graphene Film by Chemical Vapor Deposition Method Using Nozzle Gas Injection (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Matsuura, Hideki Sato, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 13 号: 0 ページ: 265-268
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2015.265
  • NAID: 130005074894
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Underlayer on Growth of Carbon Nanotubes Filled with Iron Nanowires (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobuo Kubonaka, Hideki Sato, Yuji Fujiwara
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 13 号: 0 ページ: 295-300
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2015.295
  • NAID: 130005076096
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of hydrogen plasma irradiation of catalyst films on growth of carbon nanotubes filled with iron nanowires (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideki Sato, Nobuo Kubonaka, Atsushi Nagata and Yuji Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology A 巻: 32 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.4827822
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of FePt encapsulated carbon nanotubes by thermal chemical vapor deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Fujiwara, Tetsuya Kaneko, Kenta Hori, Sho Takase, Hideki Sato, Kohji Maeda, Tadashi Kobayashi, Takeshi Kato, Satoshi Iwata and Mutsuko Jimbo
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology A 巻: 32 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.4862087
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of catalyst preparation method on the magnetic characteristics of carbon nanotubes filled with iron nanowires (2016)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Tamaki, Hideki Sato and Yuji Fujiwara
  • 学会等名: 8th International Symposium in Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 9th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] Magnetic properties of few-layer graphene oxide sheets reduced in hydrogen atmosphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Fujiwara, Taichi Inamori, Takahiro Tanaka, Ryumaru Mori, Kohji Maeda, Mutsuko Jimbo and Tadashi Kobayashi
  • 学会等名: 8th International Symposium in Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 9th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] Reduction of breakdown voltage by using carbon nanotube film electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Komatsu, Hideki Sato
  • 学会等名: 10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’15 (ALC'15)
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県・松江市）
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] Control of Crystal Structures of Ferromagnetic Metal Nanowires Encapsulated in Carbon Nanotubes for Tuning of Their Magnetic Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Tamaki, Hideki Sato and Yuji Fujiwara
  • 学会等名: 10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’15 (ALC'15)
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県・松江市）
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] ニッケロセンを用いた強磁性金属内包カーボンナノチューブ成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瑞樹 永祐，佐藤 英樹，笠原 一希，藤原 裕司
  • 学会等名: 2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜電極の絶縁破壊特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古松 佑介，水嶌 悠貴，佐藤 英樹
  • 学会等名: 2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Preparation of catalyst film for efficient growth of carbon nanotubes filled with ferromagnetic metal (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Tamaki, H. Sato, N. Kubonaka, Y. Fujiwara
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-07-08
  • 国際学会
• [学会発表] Discharge breakdown characteristics of carbon nanotube thin film electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, H. Sato
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-07-08
  • 国際学会
• [学会発表] Composition control of FePt nanoparticles in carbon nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujiwara, R. Muta, T. Maeda, H. Sato, K. Maeda, M. Jimbo, T. Kobayashi
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-07-08
  • 国際学会
• [学会発表] Growth characteristics of graphene film by chemical vapor deposition method using nozzle gas injection (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuura, H. Sato, H. Miyake and K. Hiramatsu
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue, Japan
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] Application of vertically aligned carbon nanotube films for thermal interface materials (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maeda, E. Tamaki and H. Sato
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue, Japan
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] Effect of Underlayer on Growth of Carbon Nanotubes Filled with Iron Nanowires (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kubonaka, H. Sato and Y. Fujiwara
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue, Japan
  • 年月日: 2014-11-04
• [学会発表] 内包カーボンナノチューブシートの作製と磁気特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保中 伸雄, 佐藤 貴之, 佐藤 英樹, 藤原 裕司
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
  • 年月日: 2014-09-02
• [学会発表] 熱伝導体応用のための垂直配向カーボンナノチューブ薄膜の熱伝導特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田 健太, 瑞樹 永祐, 佐藤 英樹
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
  • 年月日: 2014-09-02
• [学会発表] ノズル照射型 CVD 法を用いたグラフェン成長における基板温度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松浦 佑介, 佐藤 英樹, 三宅 秀人, 平松 和政
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
  • 年月日: 2014-09-02
• [学会発表] 鉄内包カーボンナノチューブ成長における下地層の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保中伸雄，佐藤英樹，濱口真，藤原裕司
  • 学会等名: 2014年 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 相模原市
• [学会発表] Synthesis of carbon nanotubes filled with iron nanowires and tuning of those magnetic property (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, N. Kubonaka, A. Nagata, Y. Fujiwara
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Growth of FePt encapsulated carbon nanotubes by thermal chemical vapor deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujiwara, T. Kaneko, K. Hori, S. Takase, H. Sato, K. Maeda, T. Kato, T. Kobayashi, M. Jimbo, S. Iwata
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] 鉄内包カーボンナノチューブ成長における基板への水素プラズマ照射の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保中伸雄，佐藤英樹，濵口真，藤原裕司
  • 学会等名: 2013年 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京田辺市
• [産業財産権] 直列に配向させた繊維状カーボンナノチューブ製造方法 (2016)
  • 発明者名: 佐藤 英樹，古松 佑介，水嶌 悠貴
  • 権利者名: 佐藤 英樹，古松 佑介，水嶌 悠貴
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-043335
  • 出願年月日: 2016-03-07