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グラフェン上への触媒単原子・クラスターの合成と電子顕微鏡を用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 25390035
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
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

橋本 綾子  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (30327689)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード透過型電子顕微鏡 / 触媒ナノ粒子 / その場観察 / カーボン担持体
研究成果の概要

貴金属触媒は工業的に重要性が高いが、希少で高価であるため、使用量の低減化技術が研究されている。本研究では、燃料電池の触媒として使用される白金-カーボン系材料に注目し、真空中加熱により、白金ナノ粒子をクラスター、単原子に微細化させた。加熱温度や時間などの条件を変えて試料を作製し、TEM観察により、微細化の最適条件を探索した。また、触媒反応過程の理解を深めるために、触媒その場TEM観察に向けた、ガス雰囲気で加熱ができるTEM試料ホルダーを開発した。さらに、これを利用して、作製したグラフェン上の白金ナノ粒子のその場観察を行い、ガス雰囲気高温下でのナノ粒子の構造や挙動について調べた。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Opposite effects of Cu and Pt atoms on graphene edges2017

    • 著者名/発表者名
      E. Kano, A. Hashimoto, and M. Takeguchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 2 ページ: 0251041-3

    • DOI

      10.7567/apex.10.025104

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-atom-thick 2D copper oxide clusters on graphene2017

    • 著者名/発表者名
      E. Kano, D. G. Kvashnin, S. Sakai, L. A. Chernozatonskii, P. B. Sorokin, A. Hashimoto, M. Takeguchi
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 11 ページ: 3980-3985

    • DOI

      10.1039/c6nr06874j

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Grain Structures of Nitrogen-doped Graphene Synthesized by Solid Source-based Chemical Vapor Deposition2015

    • 著者名/発表者名
      Sachin M. Shinde, Emi Kano, Golap Kalita, Masaki Takeguchi, Ayako Hashimoto and Masaki Tanemura
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 96 ページ: 448-453

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2015.09.086

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactions between C and Cu Atoms in Single-layer Graphene: Direct Observation and Modelling2015

    • 著者名/発表者名
      Emi Kano, Ayako Hashimoto, Tomoaki Kaneko, Nobuo Tajima, Takahisa Ohno and Masaki Takeguchi
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 号: 1 ページ: 529-535

    • DOI

      10.1039/c5nr05913e

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of Pt-terminating carbyne on graphene2014

    • 著者名/発表者名
      (56)Emi Kano, Masaki Takeguchi, Jun-ichi Fujita and Ayako Hashimoto
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 80 ページ: 382-386

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2014.08.077

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cu atoms at the edge of graphene2017

    • 著者名/発表者名
      Emi Kano、Ayako Hashimoto、and Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      Asian Graphene Forum
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2017-03-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス雰囲気下加熱試料ホルダーシステムの開発Ⅱ2017

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子、秋元創、竹口雅樹
    • 学会等名
      共用・計測 合同シンポジウム2016
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 透過型電子顕微鏡による材料観察―原子レベルで材料の構造や挙動を調べる ―2017

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子
    • 学会等名
      第18回力学量標準トレーサビリティ・ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] その場TEM観察のための試料ホルダー2016

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子
    • 学会等名
      NIMS WEEK
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン上銅クラスターの高分解能STEM観察2016

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美、橋本綾子、竹口雅樹
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ガス雰囲気下でのグラフェン-金属ナノ粒子のin-situ観察に向けたTEM試料ホルダーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      秋元創、橋本綾子、竹口雅樹、関口隆史
    • 学会等名
      TIAナノグリーン・サマースクール
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] One-Atom-Thick Two Dimensional Copper Sheets on Graphene2016

    • 著者名/発表者名
      Emi Kano、Dmitry G. Kvashnin、Pavel B. Sorokin、Leonid A. Chernozatonskii、Seiji Sakai、Pavel V. Avramov、Ayako Hashimoto、and Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      Microscopical Society of Canada
    • 発表場所
      エドモントン
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ TEM observation of interactions of C-Cu atoms in a graphene layer2016

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子、狩野絵美、竹口雅樹
    • 学会等名
      第13回ナノ材料科学環境拠点シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] In-situ TEM Observation of Cu-doped Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      Emi Kano, Ayako Hashimoto and Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      The 2nd East-Asia Microscopy Conference
    • 発表場所
      Himeji, Japan
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu Atoms Reknit the Graphene Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Emi Kano, Ayako Hashimoto and Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2015
    • 発表場所
      Oregon, USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ TEM Observation of Cu Atoms in Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美,橋本綾子,竹口雅樹
    • 学会等名
      NIMS Conference 2015
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] In-situ TEM Observation of catalytic Pt Nanoparticles on Graphene Layers by a Gas Environmental Heating Specimen Holder2015

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子
    • 学会等名
      第10回ナノ材料科学環境拠点 シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス雰囲気下加熱試料ホルダーを用いた金属ナノ粒子のその場観察2015

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子,竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン空孔欠陥中のCu原子の面内拡散その場TEM観察2015

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美,橋本綾子,竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェンのステップ成長のその場TEM観察2015

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美, 橋本綾子, 竹口雅樹
    • 学会等名
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェン上の金属原子のその場TEM 観察2014

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美, 橋本綾子, 竹口雅樹
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a TEM specimen holder system for catalytic materials2014

    • 著者名/発表者名
      Ayako Hashimoto, Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      18th International Microscopy Congress
    • 発表場所
      Prague, Czechoslovakia
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Pt-terminating Carbyne Observed by Aberration-Corrected TEM2014

    • 著者名/発表者名
      Kanou Emi, Takeguchi Masaki, Hashimoto Ayako
    • 学会等名
      18th International Microscopy Congress
    • 発表場所
      Prague, Czechoslovakia
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] In-situ TEM Observation of Pt-terminating Carbyne on Graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Kanou Emi, Takeguchi Masaki, Hashimoto Ayako
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2014
    • 発表場所
      Hartford, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 触媒材料観察のその場観察のためのTEM試料ホルダーシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子, 竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回学術講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 白金/グラフェン上での炭素原子鎖形成その場観察2014

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美, 橋本綾子, 竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回学術講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン上白金単原子の球面収差補正TEM観察2014

    • 著者名/発表者名
      狩野絵美, 橋本綾子, 竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回学術講演会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス雰囲気下加熱試料ホルダーシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子、竹口雅樹
    • 学会等名
      共用・計測 合同シンポジウム2014
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] グラファイト上白金触媒のチャネリング現象の高温観察2013

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子、竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Aberration-Corrected Microscopy Observation of the High Temperature Behavior of Pt Nanoparticles on Graphene Layers2013

    • 著者名/発表者名
      Ayako Hashimoto and Masaki Takeguchi
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2013 Meeting
    • 発表場所
      Indianapolis, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境・エネルギー材料の透過型電子顕微鏡観察のための試料ホルダーの開発2013

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子、三石和貴
    • 学会等名
      第74回応用物理学会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 触媒技術の動向と展望2014 [3-7]触媒材料をより理解するための透過型電子顕微鏡技術の動向一観察環境の制御技術2014

    • 著者名/発表者名
      橋本綾子 (触媒学会出版委員会 年鑑出版実行委員会編)
    • 出版者
      三美印刷株式会社
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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