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太陽炉を用いた反応性超高温処理によるグラフェン形成法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26600044
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 慶裕  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30393739)

連携研究者 根岸 良太  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30381586)
篠田 佳彦  若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 研究員 (60421468)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードグラフェン / 酸化グラフェン / 超高温プロセス / 構造修復 / 乱層構造 / 太陽炉 / 還元 / 積層構造 / ラマン分光 / 超高温処理 / 欠陥修復
研究成果の概要

太陽炉を用いて得られる超高温(~1800℃)の反応性雰囲気で酸化グラフェンを処理し、化学剥離過程で生成する欠陥を修復することにより、高結晶性のグラフェンを形成する技術の開発を進めた。エタノール雰囲気で処理した酸化グラフェン薄膜から得られたラマンスペクトルで、Dバンド/Gバンド強度比として0.1、2Dバンド/Gバンド強度比として0.7が観測され、従来の不活性雰囲気と比べ著しく構造修復が進行することを明らかにした。さらに、2Dバンド形状の解析から、不活性雰囲気で進行するグラファイト化が抑制され、単層グラフェンに類似した物性が得られる乱層グラフェンが生成するという全く新奇な現象を見出した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Anomalous restoration of graphitic layers from graphene oxide in ethanol environment at ultrahigh temperature using solar furnace2016

    • 著者名/発表者名
      1.T. Ishida, Y. Miyata, Y. Shinoda and Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Appl. Physs Express

      巻: 9 号: 2 ページ: 0251031-4

    • DOI

      10.7567/apex.9.025103

    • NAID

      210000137793

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ]Method for Controlling Electrical Properties of Single-Layer Graphene Nanoribbons via Adsorbed Planar Molecular Nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Tanaka, Ryo Arima, Minoru Fukumori, Daisuke Tanaka, Ryota Negishi, Yoshihiro Kobayashi, Seiya Kasai, Toyo Kazu Yamada and Takuji Ogawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 12341-12341

    • DOI

      10.1038/srep12341

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly crystalline graphene formation from graphene oxides by ultrahigh temperature process using solar furnace2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi*, T. Ishida, Y. Miyata and Y. Shinoda
    • 雑誌名

      MRS Proc.

      巻: 1786 ページ: 31-36

    • DOI

      10.1557/opl.2015.765

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extraordinary suppression of carrier scattering in large area graphene oxide films2014

    • 著者名/発表者名
      R. Negishi and Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 25

    • DOI

      10.1063/1.4905087

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化グラフェンからの高結晶性グラフェン薄膜におけるバンド伝導の起源2016

    • 著者名/発表者名
      根岸 良太、伊藤 孝寛、赤堀 誠志、渡辺 義夫、小林 慶裕
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜を用いたIgE検出における吸着サイト効果2016

    • 著者名/発表者名
      加瀬 寛人、松井 祐司、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェンのエタノール中超高温加熱処理で生成したグラフェンの積層構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      疋田 裕也、石田 俊、篠田 佳彦、小林 慶裕
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナノダイヤモンドから成長したカーボンナノチューブの密度・長さに及ぼす成長駆動力の効果2016

    • 著者名/発表者名
      林 明生、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] デバイ長拡張によるカーボンナノチューブ薄膜バイオセンサの定量動作2015

    • 著者名/発表者名
      加瀬 寛人、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      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、名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン層成長により合成した多層グラフェンナノリボンのキャリア伝導における温度依存性2015

    • 著者名/発表者名
      山元 克真、根岸 良太、田中 啓文、福森 稔、小川 琢治、松本 和彦、小林 慶裕
    • 学会等名
      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、名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸化グラフェンの超高温・反応性雰囲気での構造修復過程における反応ガス熱分解領域の効果2015

    • 著者名/発表者名
      石田 俊、篠田 佳彦、小林 慶裕
    • 学会等名
      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、名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Band-like transport properties of reduced graphene oxide films2015

    • 著者名/発表者名
      R. Negishi, M. Matsuzaki, M. Akabori, S. Yamada, T. Ito, Y. Watanabe and Y. Kobayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement response of thin film transistor biosensors by controllong synthesis conditions of carbon nanotube channel2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kase, R. Negishi, M. Arifuku, N. Kiyoyanagi and Y. Kobayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural analysis of single-walled carbon nanotubes synthesized from very thin nanodiamond layers2015

    • 著者名/発表者名
      A. Hayashi, R. Shiina, M. Arifuku, N. Kiyoyanagi, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient restoration of highly crystalline graphene from graphene oxide by ultrahigh temperature process under reactive environment2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishida, Y. Miyata, Y. Shinoda and Y. Kobayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Crystalline Graphene Formation from Graphene Oxides by Ultrahigh Temperature Process Using Solar Furnace2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kobayashi, Takashi Ishida, Yuichiro Miyata, Yoshihiko Shinoda
    • 学会等名
      2015 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2015-04-06 – 2015-04-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly crystalline graphene formation from graphene oxides by ultrahigh temperature process using solar furnace2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, T. Ishida, Y. Miyata and Y. Shinoda
    • 学会等名
      MRS spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2015-04-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオセンサー応用に向けたグラフェン上ピレン吸着密度制御の検討2015

    • 著者名/発表者名
      松井 祐司、根岸 良太、小林 慶裕
    • 学会等名
      第62回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノダイヤモンドから成長したカーボンナノチューブ薄膜の密度・長さ制御とバイオセンサー応用2015

    • 著者名/発表者名
      加瀬 寛人、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      第62回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン層成長により形成した多層グラフェンナノリボンの電気伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      北川 治樹、根岸 良太、田中 啓文、福森 稔、小川 琢治、小林 慶裕
    • 学会等名
      第62回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノダイヤモンドからのカーボンナノチューブ成長における成長核粒子径とCNT径の相関解析2015

    • 著者名/発表者名
      林 明生、椎名 諒、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      第62回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 陽炉を用いた超高温・反応性雰囲気での酸化グラフェン処理による高結晶性グラフェン形成2015

    • 著者名/発表者名
      石田 俊、宮田 雄一郎、篠田 佳彦、小林 慶裕
    • 学会等名
      第62回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 還元した酸化グラフェン薄膜のバンドライク伝導2015

    • 著者名/発表者名
      根岸良太, 赤堀誠志, 山田省二, 伊藤孝寛, 渡辺義夫, 小林慶裕
    • 学会等名
      第 48 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
      東京大学、東京都
    • 年月日
      2015-02-21 – 2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属触媒フリーナノカーボン形成とバイオセンサー応用2015

    • 著者名/発表者名
      小林慶裕
    • 学会等名
      平成26年度 第3回カーボンナノ材料研究会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(大阪府)
    • 年月日
      2015-01-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of electrical performance in the reduced graphene oxide films prepared by thermal treatment in ethanol vapor toward sensor applications2014

    • 著者名/発表者名
      R. Negishi, M. Matsuzaki, M. Akabori, S. Yamada and Y. Kobayashi
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology conference
    • 発表場所
      Fukuoka Japan
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 還元・構造修復に伴う酸化グラフェン薄膜のキャリア伝導機構変化2014

    • 著者名/発表者名
      根岸 良太、赤堀 誠志、山田 省二、小林 慶裕
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 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] ナノダイヤモンドから成長した金属フリーカーボンナノチューブの薄膜トランジスタ特性とセンサー応用2014

    • 著者名/発表者名
      加瀬 寛人、根岸 良太、有福 達治、清柳 典子、小林 慶裕
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 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] バイオセンサー高感度化に向けたグラフェン上ピレン吸着密度定量解析2014

    • 著者名/発表者名
      松井 祐司、根岸 良太、小林 慶裕
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 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] 酸化グラフェン薄膜トランジスタを用いたフラグメント抗体によるタンパク質の選択的検出2014

    • 著者名/発表者名
      松崎 通弘、根岸 良太、大野 恭秀、前橋 兼三、松本和彦、小林 慶裕
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 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] 単層カーボンナノチューブアンジップの構造依存性2014

    • 著者名/発表者名
      福森 稔、田中 啓文、根岸 良太、小林 慶裕、田中 大輔、小川 琢治
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 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] Fabricating very short channels in organic field effect transistors by dielectrophoresis technique2014

    • 著者名/発表者名
      R. Negishi, T. Murata, J. Takeya and Y. Kobayashi
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽炉を用いた酸化グラフェン超高温処理による構造修復2014

    • 著者名/発表者名
      石田 俊, 宮田 雄一朗, 山元 克真, 楠本 太郎, 篠田 佳彦, 小林 慶裕
    • 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、愛知県
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] アンジップされたカーボンナノチューブ上のグラフェン層成長による多層グラフェンナノリボンの形成2014

    • 著者名/発表者名
      北川 治樹, 根岸 良太, 田中 啓文, 福森 稔, 小川 琢治, 小林 慶裕
    • 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、愛知県
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 極薄ナノダイヤモンド層からの単層カーボンナノチューブ成長2014

    • 著者名/発表者名
      椎名 諒, 林 明生, 根岸 良太, 有福 達治, 清柳 典子, 小林 慶裕
    • 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、愛知県
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 酸化グラフェンの還元法とグラフェン合成:熱還元法 (松本泰道(監修)、酸化グラフェンの機能と応用の一部)2016

    • 著者名/発表者名
      小林慶裕
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      (株)シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 酸化グラフェンの熱的・化学的な還元によるグラフェン作製技術(新谷紀雄(監修)「グラフェンコンポジット」p.31-p48)2014

    • 著者名/発表者名
      小林慶裕
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      S&T出版
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 ナノマテリアル領域

    • URL

      http://www.ap.eng.osaka-u.ac.jp/nanomaterial/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 電界効果トランジスタおよびそれを用いたセンサ2014

    • 発明者名
      小林 慶裕、他5名
    • 権利者名
      小林 慶裕、他5名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-162737
    • 出願年月日
      2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] グラフェン薄膜の製造方法、並びにグラフェン薄膜を備えた電子素子およびセンサ2014

    • 発明者名
      根岸 良太、小林 慶裕、松崎 通弘
    • 権利者名
      根岸 良太、小林 慶裕、松崎 通弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-172628
    • 出願年月日
      2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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