金属化硫黄の１次元結晶によるカーボンナノチューブの超伝導化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25820331
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 藤森 利彦 信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 准教授(特定雇用) (60586824)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 一次元電子系 / 硫黄 / カーボンナノチューブ / 一次元結晶

研究成果の概要

硫黄が余剰資源であることに着目し、その有効活用法の開拓をめざし研究を進めた。具体的には、カーボンナノチューブを鋳型とすることで、硫黄原子が鎖状に連なった一次元伝導体の合成に成功した。また、新奇な超伝導材料の開発をめざし、金属型カーボンナノチューブと金属化した硫黄からなる一次元ハイブリッド伝導体を合成することに成功した。超伝導化の実証までは至らなかったが、分光学的にその端緒をつかむことができた。

研究成果

• [雑誌論文] 456. Conducting Linear Chains of Sulfur inside Carbon Nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori, A. Morelos-Gómez, Z. Zhu, H. Muramatsu, R. Futamura, K. Urita, M. Terrones, T. Hayashi, M. Endo, S. Y. Hong, Y. C. Choi, D. Tománek , K. Kaneko
  • 雑誌名: Nature Comm. 巻: 4 号: 1 ページ: 2162-2169
  • DOI: 10.1038/ncomms3162
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブのナノ制約空間を利用した一次元金属化硫黄の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤森利彦・金子克美
  • 雑誌名: 炭素 巻: 2013 号: 260 ページ: 292-296
  • DOI: 10.7209/tanso.2013.292
  • NAID: 130003386039
  • ISSN: 0371-5345, 1884-5495
  • 査読あり
• [雑誌論文] 455. Formation and Properties of Selenium Double-Helices inside Double-Wall Carbon Nanotubes: Experiment and Theory (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori, R. Batista, D. Santos, T. Hayashi, M. Endo, K. Kaneko, D. Tomanek
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 6 ページ: 5607-5613
  • DOI: 10.1021/nn4019703
  • 査読あり
• [学会発表] Metallic Sulfur: A New Class of Artificial Nanomaterials inside Carbon Nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: 2015 International Conference on Nanospace Materials (ICNM2015)
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-06-23 – 2015-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] サブナノ空間を鋳型としたカルコゲン元素の一次元伝導体の創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤森利彦、金子克美
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Beyond Conventional Use of Sulfur: A Challenge toward Metal-Insulator Transitions in Nanospaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Invited Talk at The Petroleum Institute
  • 発表場所: The Petroleum Institute, Abu Dhabi, UAE
  • 年月日: 2014-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Utilization of Metallic Sulfur/Nanocarbon Hybrids as a Transparent Conductive Film (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference (ADIPEC2014)
  • 発表場所: Abu Dhabi, UAE
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-13
• [学会発表] Beyond Conventional Use of Sulfur: A Challenge toward Metal-Insulator Transitions in Nanospaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Invited Talk at Higher College of Technology
  • 発表場所: Higher College of Technology, Abu Dhabi, UAE
  • 年月日: 2014-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] Highly crystalline 1D crystals of elemental chalcogens inside carbon nanotubes: A challenge toward transformation of non-metals into metals (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori, Katsumi Kaneko
  • 学会等名: The World Conference on Carbon, CARBON2014
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
• [学会発表] A New Insight for 1D Chalcogens: Transformation of Non-Metals into Metals inside Carbon Nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会 Asian International Symposium- Division of Inorganic Chemistry-
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] A New Insight for 1D Chalcogens: Transformation of Non-Metals into Metals inside Carbon Nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori
  • 学会等名: Seminar at JST-ERATO Itami Molecular Nanocarbon Project
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Atomically one-dimensional crystals of metallic sulfur in carbon nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori
  • 学会等名: The Annual World Conference on Carbon (CARBON2013)
  • 発表場所: Rio de Janeiro
• [学会発表] Metallization of 1D sulfur crystals inside carbon nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fujimori
  • 学会等名: 第45回フラーレン・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] カーボンナノチューブのナノ制約空間による一次元金属化硫黄の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤森利彦
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [学会発表] ナノ空間内における一次元結晶の合成～擬高圧光反応による機能デザインをめざして～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤森利彦
  • 学会等名: 岡山大学 第9回Future Session
  • 発表場所: 岡山大学
  • 招待講演
• [図書] SPring-8 Research Frontiers 2013 (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 総ページ数: 154
  • 出版者: ROKKO Publishing & Sale Co.
• [備考] 世界初「電気をよく流す結晶性硫黄原子鎖」創製の成功を発表
  • URL: http://archive.is/og61O
• [産業財産権] カーボンナノチューブ/グラフェン複合材料およびその製造方法 (2014)
  • 発明者名: 藤森利彦
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-129637
  • 出願年月日: 2014-06-24
• [産業財産権] カーボンナノチューブ及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 藤森利彦・金子克美
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-11-21
  • 外国