カーボンナノチューブのメカニクス

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: カーボンナノチューブナノエレクトロニクス
• 研究課題/領域番号: 19054014
• 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: 大阪府立大学
• 研究代表者: 秋田 成司 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (60202529)
• 研究分担者: 中山 喜萬 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20128771)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: ナノチューブ・フラーレン / 電子顕微鏡 / ナノマシン / 超精密計測 / 格子欠陥 / 塑性変形 / 電気伝導 / 接合

研究概要

カーボンナノチューブデバイスの高機能化を実現するためには静的な電気的機械的物性だけでなく、構造変形過程や熱伝導等の格子振動の伝搬といった動的過程におけるメカニクスに関して、本研究では、１）機械的エネルギーの散逸機構の解明, ２）熱伝導および格子振動の伝搬の解析, ３）ナノチューブの塑性変形や接合の動的過程の解明, ４）ナノチューブのトポロジカルな欠陥の動的過程と電気伝導の関係を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] A Carbon Nanotube Field-Effect Transistor with a Cantilevered Carbon Nanotube Gate (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Matsunaga, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Appl.Phys. Express 巻: 5(掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブの一方向形状記憶効果における回復時の力計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 板谷翔太郎, 平原佳織, 中山喜萬
  • 雑誌名: 機械学会論文集Ａ編 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recovery Force of Carbon Nanotube Shape Memory (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Itaya, K. Hirahara, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependent Resistance of Multi-WallCarbon Nanotube (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Kawabe, S. Itaya, K. Hirahara, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric Field Enhancement by Laser Light Focused on Electrode Edges for Controlled-Positioning of Carbon Nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takahashi, T. Yabumoto, R. Inori, T. Okada, S. Akita, T.Alie
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Nanotube Torsional Actuator Based on Transition between Flattened andTubular States (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Sengaa, K. Hirahara, Y. Yamaguchia, Y, Nakayama
  • 雑誌名: J. Non-Crystalline Solids, (10.1016/J.jnoncrysol.2011.12.040) 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of one-pass separation of single wall carbon nanotubes by gel chromatography with gradient of surfactant concentration (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Inori, T. Okada, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 23 ページ: 235708-1-235708-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multi-walledcarbon nanotube cantilever for interaction force sensing in liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Arie, S. Sawano, S. Akita
  • 雑誌名: AIP Advances 2 ページ: 012144-1-012144-5
  • DOI: 10.1063/1.3688763
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the structure of the nanotube on the mechanicalproperties of binder-free multi-walled carbon nanotube solids (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, H. Nishizawa, S. Sawano, A. Yoshinaka, K. Hirano, S. Hashiguchi, T. Arie, S.Akita, G. Yamamoto, T. Hashida, H. Kimura, K. Motomiya, K. Tohji
  • 雑誌名: Carbon 巻: 50 ページ: 34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanotorsional actuator using transition between flattened and tubular states in carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Senga, K. Hirahara, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 100 ページ: 083110-1-083110-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of Vibrating Cantilevered Multilayer Graphene Mechanical Oscillator (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuasa, A. Yoshinaka, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 4 ページ: 115103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular simulations on the chirality preference of single-walled carbon nanotubes upon ductile behavior under tensile stress at high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Deguchi, Y. Yamaguchi, K. Hirahara, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 503 ページ: 272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sustained Mechanical Self-Oscillation of Carbon Nanotube Cantilever by Phase Locked Loop with Opto-Mechanical Heterodyne (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yoshinaka, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 98 ページ: 133103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diameter-dependent dissipation of vibration energy ofcantilevered multiwall carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sawaya, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 165702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-incandescent Consisting of Individual Carbon Nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Akita, Y. Ohshima, T. Arie
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 4 ページ: 025101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the chiralities of isolated carbon nanotubes during superplastic elongation process (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hirahara, K. Inose, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 97 ページ: 051905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Nanotube Resonator in Liquid (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Sawano, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 10 ページ: 3395-3398
  • 査読あり
• [雑誌論文] TemperatureDependence of Cantilevered Carbon Nanotube Oscillation (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Fukami, T. Arie, S. Akita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 06GK02
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Atomic Joints between Carbon Nanotubes by Electric Current (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Nagataki, T. Kawai, Y. Miyamoto, O. Suekane, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 102 ページ: 176808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Gaseous Dissipation of Oscillating Cantilevered Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Fukami, T. Arie, and S. Akita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 48 ページ: 06FG04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulations for Molecular Linear Motor Inside Nanotube (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueno, H. Somada, K. Hirahara, Y. Nakayama, and S. Akita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 48 ページ: 06FG03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response of Carbon Nanotube Field Effect Transistors to Vibrating Gate Determined by Scanning Gate Microscop (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hata, Y. Nakayama, and S. Akita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 48 ページ: 04C202
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Molecular Linear Motor Consisting of Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Somada, K. Hirahara, S. Akita, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 9 ページ: 62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static friction force of carbon nanotube surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Suekane, A. Nagataki, H. Mori, Y.Nakayama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 1 ページ: 064001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Barrier for Disappearance of Buckling to Form a Plastic Bend in Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Somada, Y. Yoshikawa, A. Nagataki, K. Hirahara, S. Akita, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Jpn. J Appl. Phys. Exp. Lett. 巻: 46 ページ: L1055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastic Bending and Shape-Memory Effect of Double-Wall Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Mori, S. Ogata, J. Li, S. Akita, Y. Nakayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B 76 ページ: 165405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy loss of Carbon Nanotube Cantilevers for Mechanical Vibration (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Akita, S. Sawaya, and Y. Nakayama
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 46 ページ: 6295
  • 査読あり
• [学会発表] Thermal actuation of nanocarbonmechanical, system (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Akita
  • 学会等名: 7th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale TranportPhenomena - Science and Engineering -
  • 発表場所: ホテル近鉄アクアヴィラ伊勢, 志摩（三重県） (Keynote)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Carbon Nanotube Mechanical resonators as mass and force sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Akita, T. Arie
  • 学会等名: NANO KOREA 2011 -The 9th International Nanotech Symposuim & Exhibitionin Korea
  • 発表場所: KINTEX, Gyeonggi-do, Korea (invited)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] カーボンナノチューブのNEMSとその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋田成司
  • 学会等名: 電子デバイス研究会特別ワークショツプ-ナノチューブ／グラフェンエレクトロニクス：成長からデバイス応用まで-
  • 発表場所: 首都大学東京 秋葉原サテライト(東京都) (招待講演)
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Chirality Change by Plastic Elongation in Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Inose, H. Deguchi, K. Hirahara, Y. Yamaguchi
  • 学会等名: A3 Symposium on Emerging Materials : Nanocarbon and Nanowires for Energy
  • 発表場所: Jeonju, South Korea (Invited)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] カーボンナノチューブの機械的特性とその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋田成司
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市) (招待講演)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Plastic Deformation from Buckling of Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Hirahara, Y. Yamaguchi
  • 学会等名: 81st Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics
  • 発表場所: Karlsruhe, German (Invited)
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] カーボンナノチューブの曲げ変形と延伸変形 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山喜萬
  • 学会等名: 第７回真空ナノエレクトロニクスシンポジウム, 真空ナノエレクトロニクス大１５８委員会
  • 発表場所: 浜松市(招待講演)
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] カーボンナノチューブのメカニックス (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋田成司
  • 学会等名: （財）大阪科学技術センター 関西ナノテクノロジー推進会議 平成21年度第４回カーボンナノ材料研究会
  • 発表場所: 大阪市(招待講演)
  • 年月日: 2010-02-08
• [学会発表] Manipulation of nanocarbon materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama
  • 学会等名: 15th Anniversary Azerbaijian International Telecommunication and Information Technologies Exhbition and Conference
  • 発表場所: Baku, Azerbaijan (Keynote)
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] カーボンナノチューブのナノ加工とデバイス展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖山喜萬
  • 学会等名: 応用物理学会, 日本真空協会, 日本表面科学会
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡) (特別講演)
  • 年月日: 2009-06-13
• [学会発表] Capsule Transportation in Carbon Nanotube (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama
  • 学会等名: Symposium on Surface and Nano Science 2009
  • 発表場所: 岩手県雫石(lnvited)
  • 年月日: 2009-01-28
• [学会発表] Driving of Carbon Nanotube Capsule Shooter (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama
  • 学会等名: 5th Japan-Korea Symposium on Carbon Nanoube
  • 発表場所: 釜山(韓国) (lnvited)
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Nanoengeneering of Carb Nanotubes using a Transmission-Electron- Microscope Manipulator (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on the Manipulation ofAdvanced Smart Materials
  • 発表場所: 兵庫県淡路市 (Invited)
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Nanoprocessing of carb nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama
  • 学会等名: 2007 International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: 京都 (Invited)
  • 年月日: 2007-11-08
• [備考]
  • URL: http://www.pe.Osakafu-u.ac.jp/pe4/index.html
• [備考]
  • URL: http://www-ne.mech.eng.Osaka-u.ac.jp/Nakayamalab/Welcome.html