| 研究領域 | 原子層科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
26107506
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
藤田 淳一 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10361320)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | グラフェン / 加圧 / プローブ / ヤング率 / 電子伝導 / 吸着水 / 表面吸着水 / インデント / 弾性変形 / AFM |
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| 研究実績の概要 |
AFM探針をナノインデンターとして用い、2次元層状物質グラフェンに対するナノスケールで局所加圧を行い、面に対して圧力を加えていくと、約0.1GPa程度から変形し始める。その後の圧力増加に伴い、変形量は約0.2nm程度で飽和する。一方で、厚いグラフェン(25～30層程度)の場合は圧力に比例して変形量も大きくなっていった。多層グラフェンに対し、約3.5 GPaの圧力を加えると、0.55 nmの変形が見られ、全ての層間が均一に縮んでいると仮定すると1層あたり約0.022 nm層間が縮むと推定される。これは静水圧印可の実験による層間距離の変化率が約6%との報告とほぼ同一の値である。
単層グラフェンの弾性力を評価している中で、グラフェン面内に特異的に変形量が小さな部分が現れた。すなわち局所的に非常硬い領域が形成されていることになる。この局所的な硬い領域は、厚みのあるグラフェンでは観測されないことから、基板表面とグラフェンとの間に閉じ込められた表面吸着水である可能性が高い。基板表面をHMDSによる疎水領域を意図的に形成し、親水領域との比較を行った結果、親水域表面は特異的に変形量が小さな涼気すなわち非常に硬い領域が出現し、疎水性の基板では現れない。つまり親水性基板表面ではた大気中の水分子が吸着し、特異的な高硬度領域を形成したと考えられる。
さらに加圧に伴うグラフェン面内の電子伝導特性をFETチャネル特性として評価した。グラフェン面への加圧に伴い、FET特性はp型にシフトし、同時にコンダクタンスの低下が観測された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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