配列ナノ空間物質の磁気共鳴プローブ法

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略
• 研究課題/領域番号: 19051012
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 真庭 豊 首都大学東京, 大学院理工学研究科, 教授 (70173937)
• 研究分担者: 松田 和之 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (60347268) ; 石井 広義 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90128562)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: NMR / クラスター固体 / エレクトライド / カーボンナノチューブ / アイスナノチューブ / 超伝導 / 誘電体 / 水

研究概要

カーボンナノチューブ(CNT)やゼオライト鋳型炭素(ZTC)、エレクトライド超伝導体C12A7等のナノ構造物質の性質とその細孔内に物質を挿入することにより得られる新規ナノ構造物質の研究をNMR、計算機実験、X線回折実験、光電子分光実験などにより行った。ナノ構造を駆使することにより、バルクにはない水の新規誘電体や酸素分子の新規磁性体が作製できる可能性が議論された。

研究成果

• [雑誌論文] Confined water inside single-walled carbon nanotubes: Global phase diagram and effect of finite length (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kyakuno, K. Matsuda, H. Yahiro, Y. Inami, T. Fukuoka, Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa, H. Kataura, T. Saito, M. Yumura, and S. Iijima
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 134 ページ: 244501-244514
  • DOI: Doi: 10.1063/1.3593064
• [雑誌論文] Electrochromic Carbon Electrodes: Controllable Visible Color Changes in Metallic Single-Wall Carbon Nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yanagi, R. Moriya, Y. Yomogida, T. Takenobu, Y. Naito, T. Ishida, H. Kataura, K. Matsuda, Y. Maniwa
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 23 ページ: 2811-2814
  • DOI: Doi:10.1002/adma.201100549
• [雑誌論文] One-Dimensional Oxygen and Helical Oxygen Nanotubes inside Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hanami, T. Umesaki, K. Matsuda, Y. Okabe, Y. Maniwa, Y. Miyata, H. Kataura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 79 ページ: 023601-1-023601-4
• [雑誌論文] Global Phase Diagram of Water Confined on the Nanometer Scale (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kyakuno, K. Matsuda, H. Yahiro, T. Fukuoka, Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa, H. Kataura, T. Saito, M. Yumura, and S. Iijima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 79 ページ: 083802-1-083802-4
• [雑誌論文] Superconductivity in alkali-metal-doped picene (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Mitsuhashi, Y. Suzuki, Y. Yamanari, H. Mitamura, T. Kambe, N. Ikeda, H. Okamoto, A. Fujiwara, M. Yamaji, N. Kawasaki, Y. Maniwa, & Y. Kubozono
  • 雑誌名: Nature 巻: 464 ページ: 76-79
• [雑誌論文] Electronic state and cage distortion in the room-temperature stable electride [Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(O^<2->)_<2-x>(e^-)_<2x> as probed by ^<27>Al NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda, Y. Konaka, Y. Maniwa, S. Matsuishi, and H. Hosono
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B80 ページ: 245103-5
• [雑誌論文] Dielectric Properties of Water inside Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Mikami, K. Matsuda, H. Kataura, Y. Maniwa
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 3 ページ: 1279-1287
  • DOI: DOI:10.1021/nn900221
• [雑誌論文] Photoemission study of electronic structures of fullerene and metallofullerene peapods (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, S. Fujiki, Y. Hirado, H. Shiozawa, H. Ishii, T. Miyahara, Y. Maniwa, T. Kodama, Y. Achiba, H. Kataura, Y. Kubozono, M. Nakatake, and T. Saitoh
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. 巻: (b), 245 ページ: 2025-2028
• [雑誌論文] Highly rotational C60 dynamics inside single-walled carbon nanotubes: NMR observations (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda, Y. Maniwa, H. Kataura
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B 77 ページ: 075421
• [雑誌論文] Highly stabilized conductivity of metallic single wall carbon nanotube thin films (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa, H. Kataura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: C112 ページ: 3591-3596
• [雑誌論文] Diameter analysis of rebundled single-wall carbon nanotubes using X-ray diffraction: verification of chirality assignment based on optical spectra (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa, T. Tanaka, H. Kataura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: C 112 ページ: 15997-16001
• [雑誌論文] Optical evaluation of the metal-to-semiconductor ratio of single-wall carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa, and H. Kataura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: C 112 ページ: 13187-13191
• [雑誌論文] Bond-curvature effect on burning of single-wall carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, T. Kawai, Y. Miyamoto, K. Yanagi, Y. Maniwa, and H. Kataura
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. 巻: (b), 244 ページ: 4035-4039
• [雑誌論文] Photosensitive Function of Encapsulated Dye in Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yanagi, K. Iakoubovskii, H. Matsui, H. Matsuzaki, H. Okamoto, Y. Miyata, Y. Maniwa, S. Kazaoui, N. Minami,and H. Kataura
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 129 ページ: 4992-4997
• [雑誌論文] Water- filled single-wall carbon nanotubes as molecular nanovalves (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Maniwa, K. Matsuda, H. Kyakuno, S. Ogasawara, T. Hibi, H. Kadowaki, S. Suzuki, Y. Achiba, H. Kataura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 6 ページ: 135-141
• [学会発表] ゼオライト鋳型炭素(ZTC)に吸着した水の構造と相挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 客野遥, 松田和之, 中井祐介, 福岡智子, 真庭豊, 西原洋知, 京谷隆
  • 学会等名: 第42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, 2012年3月6日-8日
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] ^<13>C NMRとx線回折によるC_<60>ピーポッド-2層カーボンナノチューブ変換過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鷺谷智, 松田和之, 福岡智子, 中井佑介, 柳和宏, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 第42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, 2012年3月6日-8日
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] High-field magnetism of 1D-arrayed oxygen molecules confined within a single-walled carbon nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, M. Ikeda, K. Yanagi, K. Matsuda, Y. Maniwa
  • 学会等名: International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces: From Fundamentals to Applications
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011123-26
• [学会発表] High-field magnetization of oxygen molecules confined within a singl-walled carbon nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, M. Ikeda, K. Yanagi, K.Matsuda, Y. Maniwa
  • 学会等名: 16^<th> international symposium on intercalation compounds (ISIC16)
  • 発表場所: Sec-Ustupky, Czech Republic
  • 年月日: 20110522-27
• [学会発表] Water Adsorption in Zeolite Templated Carbon (2011)
  • 著者名/発表者名: H. KYAKUNO, K. MATSUDA, T. FUKUOKA, Y. MANIWA, H. NISHIHARA, and T. KYOTANI
  • 学会等名: International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces: From Fundamentals to Applications
  • 発表場所: Sendai, Japan (November 23 - 26, 2011)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] カーボンナノチューブ(CNT)内包水の誘電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上史記, 松田和之, 真庭豊
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京, (27pRF-4)
  • 年月日: 20090327-30
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブに内包された酸素の第一原理電子状態計算 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田啓太郎, 花見圭一, 松田和之, 真庭豊, 手島正吾, 中村壽
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京, (29pYH-1)
  • 年月日: 20090327-30
• [学会発表] 無機エレクトライド12CaO・7Al_2O_3の^<27>Al NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 小中雄介, 松田和之, 真庭豊, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京, (27pPSB-44)
  • 年月日: 20090327-30
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブ内における水クラスタの誘電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上史記, 松田和之, 真庭豊
  • 学会等名: 第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋, (1P-26)
  • 年月日: 20090302-04
• [学会発表] 第一原理計算による酸素内包単層カーボンナノチューブの電子状態予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田啓太郎, 松田和之, 真庭豊, 手島正吾, 中村壽
  • 学会等名: 第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋, (1P-25)
  • 年月日: 20090302-04
• [学会発表] Li, Mg, Vドープβ菱面体晶ボロンの核磁気共鳴 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神谷謙光, 松田和之, 真庭豊, 兵藤宏, 金泓基, 木村薫
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本(熊本大学黒髪キャンパス), (26pYD-8)
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] セメント超伝導体12CaO・7Al_2O_3の^<27>Al NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 小中雄介, 松田和之, 真庭豊, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 盛岡, (22pWF-2)
  • 年月日: 20080920-23
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブ内部の水の相転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 客野遥, 三上史記, 今泉利美, 松田和之, 斎藤毅, 大島哲, 湯村守雄, 飯島澄男, 宮田耕充, 片浦弘道, 真庭豊
  • 学会等名: 第35回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京, (3P-45)
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] C60 ピーポッドの13C NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田和之, 片浦弘道, 真庭豊
  • 学会等名: 第35回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京, (3P-44)
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] 光学測定による金属および半導体単層カーボンナノチューブの比率評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 柳和宏, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 第35回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京, (3P-38)
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブへの水分子吸着；吸着等温線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 客野遥, 宮田耕充, 松田和之, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道, 斎藤毅, 大嶋哲, 湯村守雄, 飯島澄男
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブに吸着したメタン分子のNMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣津智之, 三上史記, 松田和之, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] 金属内包フラーレンを内包した単層カーボンナノチューブの光電子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中山裕二, 藤木伸一郎, 塩沢秀次, 石井廣義, 宮原恒晃, 真庭豊, 兒玉健, 鈴木信三, 阿知波洋次, 片浦弘道, 仲武昌史, 齋藤智彦
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] 密度勾配超遠心法による二層カーボンナノチューブの分離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊奈真吾, 柳和宏, 宮田耕充, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 第34回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 20080303-05
• [学会発表] 直径2nm-SWCNTへの水分子吸着 (2007)
  • 著者名/発表者名: 客野遥, 宮田耕充, 鳫子貴之, 梅崎智之, 廣津智之, 松田和之, 門脇広明, 片浦弘道, 斎藤毅, 大嶋哲, 湯村守雄, 飯島澄男, 真庭豊
  • 学会等名: 日本物理学会第62 回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブに吸着したメタン分子のNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 廣津智之, 松田和之, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 日本物理学会第62 回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] カーボンナノチューブにおける内包分子交換転移 (2007)
  • 著者名/発表者名: 真庭豊
  • 学会等名: 日本物理学会第62 回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学, (招待講演)
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブへ吸着した酸素分子の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅崎智之, 廣津智之, 客野遥, 宮田耕充, 松田和之, 片浦弘道, 門脇広明, 真庭豊
  • 学会等名: 日本物理学会第62 回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] 水吸蔵単層カーボンナノチューブのガス吸着 (2007)
  • 著者名/発表者名: 客野遥, 小笠原俊介, 日比寿栄, 宮田耕充, 松田和之, 門脇広明, 鈴木信三, 阿知波洋次, 片浦弘道, 斎藤毅, 大嶋哲, 湯村守雄, 飯島澄男, 真庭豊
  • 学会等名: 第33回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20070711-13
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブに吸着したメタンのNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 廣津智之, 松田和之, 鳫子貴之, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 第33回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20070711-13
• [学会発表] 単層カーボン単層カーボンナノチューブに吸着したメタンのNMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 廣津智之, 谷津祥明, 松田和之, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大
  • 年月日: 20070318-21
• [学会発表] カーボンナノチューブに吸着された水分子の状態 (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保寺利光, 門脇広明, M.A. AdamsA, 柴田薫, 佐藤卓, 松田雅昌, 真庭豊, 松田和之, 片浦弘道
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大
  • 年月日: 20070318-21
• [学会発表] フラーレンピーポッドの光電子分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中山裕二, 藤木伸一郎, 塩澤秀次, 石井廣義, 高山泰弘, 宮原恒あき, 真庭豊, 兒玉健, 鈴木信三, 阿知波洋次, 片浦弘道, 仲武昌史, 齋藤智彦
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大
  • 年月日: 20070318-21
• [図書] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック, フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会編, 「10.2 水内包SWCNT」pp196-199、および「10.3 酸素など気体分子内包SWCNT」pp199-201 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田和之, 真庭豊
  • 出版者: コロナ社
• [図書] Synthesis and Applications of Water Nanotubes, T. Kijima (Ed.): INORGANIC AND METALLIC NANOTUBULAR MATERIALS, Topics in Applied Physics 117,(DOI 10.1007/978-3-642-03622-4_18) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Maniwa, and H. Kataura
  • 総ページ数: 247-259
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg
• [図書] 有機・無機・金属ナノチューブ(清水敏美/木島剛編), 第11章 水のナノチューブの合成と応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 真庭豊, 片浦弘道
  • 総ページ数: 265-271
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] 有機貯蔵材料とナノ技術(市川勝監修), 3.2ナノ細孔炭素材料の分子選択的吸着特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 真庭豊
  • 総ページ数: 100-112
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 電子ジャーナル, インクジェット技術大全「CNTインクジェット技術によるnm 配線の可能性」 p102 (2007)
  • 著者名/発表者名: 真庭豊, 片浦弘道
• [産業財産権] ガス透過性の制御方法、及びガス透過性の制御装置 (2011)
  • 発明者名: 真庭豊, 松田和之, 鳫子貴之, 坪根徳明, 片浦弘道
  • 権利者名: 公立大学法人首都大学東京, 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許第4863444
  • 取得年月日: 2011-11-18
• [産業財産権] アイスナノチューブの作製方法、アイスナノチューブ及びアイスナノチューブの使用方法 (2010)
  • 発明者名: 真庭豊, 片浦弘道
  • 権利者名: JST-産総研
  • 産業財産権番号: 特許第4604169
  • 取得年月日: 2010-10-15
• [産業財産権] ガスハイドレード生成用煤、煤の製造方法、ガスハイドレード生成用煤の使用方法、煤の使用方法、ガスセンサ、圧力センサ、及び分子ふるい (2010)
  • 発明者名: 真庭豊, 片浦弘道, 松田和之, 小笠原俊介, 鈴木信三
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許第4518966
  • 取得年月日: 2010-05-28
• [産業財産権] 強誘電体及び記憶装置 (2008)
  • 発明者名: 真庭豊, 松田和之, 三上史記
  • 権利者名: 公立大学法人首都大学東京
  • 産業財産権番号: 特願 2008-311807
  • 出願年月日: 2008-12-08