原子ステップ・デコレーションを用いた自己組織化によるグラフェン・ナノワイヤの作製

• 研究課題/領域番号: 26420692
• 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: 無機材料・物性
• 研究機関: 神奈川県産業技術センター
• 研究代表者: 金子 智 神奈川県産業技術センター, 電子技術部, 主任研究員 (40426359)
• 研究協力者: 佐藤 和郎 大阪産業技術総合研究所, 電子機械システム, 主幹研究員
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: グラフェン / レーザー蒸着法 / 二酸化炭素 / 直接成膜 / 絶縁基板 / レーザ蒸着法 / 紙 / 鉛筆

研究成果の概要

グラフェンは様々な応用が期待されている物質であるが、製膜温度が1000°Cを超える・触媒が必要である等、その作製方法が確立されていない。本研究では、製膜中に敢えて酸素を導して、余剰炭素が除去された高品質な炭素系薄膜を生成することを試みた。しかし、酸素では酸化作用が強く成膜速度が極端に落ちることが分かった。そこで、二酸化炭素雰囲気での成膜を試みたところ、グラフェン膜の絶縁基板上への直接成膜が可能になった。この手法は触媒を必要としないため、従来のように金属触媒からのグラフェン膜の転写が不要となる。本手法では一般的には安定と思われる二酸化炭素が成膜中の真空では酸化剤として作用している。

研究成果

• [雑誌論文] Layer-by-Layer Growth of Graphene on Insulator in CO2‐Oxidizing Environment (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子智、伊藤健、加藤千尋、田中聡美、安原重雄、松田晃史、吉本護
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 2 号: 4 ページ: 1523-1528
  • DOI: 10.1021/acsomega.7b00140
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Graphetic Growth on Pencil Drawn Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Letters 巻: 8 号: 7 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1166/nnl.2016.2219
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi Graphene Growth on Lead Pencil Drawn Silver-Halide Print Paper Irradiated by Scanning Fem- tosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Yasuhiro Na- ganuma, Toru Katakura, Kazuo Satoh, Mikio Ushiyama, Seiji Konuma, Yuko Itou, Hirofumi Takikawa, Goon Tan, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanes Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 1S ページ: 01AE24-01AE24
  • DOI: 10.7567/jjap.55.01ae24
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Graphetic growth on pencil drawn paper irradiated by femtosecond laser (2016)
  • 著者名/発表者名: atoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, and Tamio Endo
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Lettres 巻: -
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Graphene Growth: 10B Lead pencil, print Paper and Femtosecond Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Takeshi Rachi, Manabu Yasui, Yoshitada Shimizu, Satomi Tanaka, Chihiro Kato, Kazuo Satoh, Shalima Shawuti, Musa Can, Tamio Endo
  • 雑誌名: Proceedings of the 2nd International Conference on Microwave and Photonics ISBN 978-1-4673-6897-1 巻: -
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Multi-graphene formation on 10B lead pencil drawn paper by femtosecond laser annealing (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kankeo, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: International Conference on Technologically Advanced Materials and Asian Meeting on Ferroelectricity
  • 発表場所: インド
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi-graphene formation on 10B lead pencil drawn paper by femtosecond laser annealing (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Mitsuhiro Saito, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Can Musa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: International Conference on Advances in Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: インド
  • 年月日: 2016-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] Graphitic Carbon Growth on 10B Lead pencil Drawn White Paper (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Mitsuhiro Saito, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Can Musa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: The 25th International Conference on Composite/Nano Engineering
  • 発表場所: 中国 ハイナン ヤンタイ ホテル
  • 年月日: 2016-07-17
  • 招待講演
• [学会発表] Multigraphen growth on pencil drawing area on print paper (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko
  • 学会等名: The 24rd International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE-24)
  • 発表場所: Hainan Island, China
  • 年月日: 2016-07-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi Graphene on 10B Pencil Drawing Print Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kankeo, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology
  • 発表場所: クロアチア
  • 年月日: 2016-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi Graphene on 10B Pencil Drawing Print Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology (EMN)
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2016-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Laser Irradiation: from graphen growth to nanostructure fabrications (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Yu Motoizumi, Hirofumi Takikawa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Kazuo Satoh and Tamio Endo
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience, Nanotechnology & Advanced Materials (NANOS2015)
  • 発表場所: GITAM, Visakhaptnam, India
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Graphen Growth:10B Lead Pencil, Print Paper, and Femtosecond Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Takeshi Rachi, Manabu Yasui, Yoshitada Shimizu, Satomi Tanaka, Chihiro Kato, Kazuo Satoh, Shalima Shawuti, Musa Can, Tamio Endo
  • 学会等名: nternational Conference on Microwave and Photonics (ICMAP2015)
  • 発表場所: Dhanbad, India
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multigraphene growth on 10B pencil drawn paper irradiated using femtosecond laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kzauro Sato, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Kazuhara Sobue, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Hirofumi Takikawa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: The 25th Annual Meeting of MRS-Japan
  • 発表場所: Yokohama Media & Comm. Center, Yokohama, Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2015-12-08
• [学会発表] Multi-graphene Growth on 10B Pencil Drawing Print Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko
  • 学会等名: IUMRS-ICAM2015 (International Conference on Advanced Materials)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2015-10-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi Graphene Growth on Sliver-Halide Print Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Hirofumi Takikawa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE-23)
  • 発表場所: Chengdu, China
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi Graphene Grown by Irradiated Graphite on Printing Paper using Femtosecond Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: 金子智
  • 学会等名: ISPlazma2015
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [備考] アメリカ化学会のオープンアクセス論文誌(ACS Omega)に研究成果が掲載されました
  • URL: https://www.kanagawa-iri.jp/collaboration/info_gather/post1492734765/
• [備考] 神奈川産技研など、触媒なしで基板上に直接成長－グラフェン合成開発 (日刊工業新聞)
  • URL: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00428017
• [産業財産権] グラフェンの作製方法及びそれによって作成されたグラフェン膜 (2016)
  • 発明者名: 金子智、加藤千尋、田中聡美、安原重雄
  • 権利者名: 金子智、加藤千尋、田中聡美、安原重雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-160322
  • 出願年月日: 2016-08-18