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2018 年度 実績報告書

イオン照射におけるSiCへテロナノチューブの構造変化その場観察と同時電気特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K06738
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

田口 富嗣  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354832)

研究分担者 井川 直樹  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (60354833)
朝岡 秀人  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370340)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード炭化ケイ素 / ナノチューブ / イオン照射 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察
研究実績の概要

多結晶SiCナノチューブ及びC-SiC複合ナノチューブのイオン照射による透過型電子顕微鏡その場観察を、昨年度に引き続きさらに進めた。その結果、多結晶SiCがアモルファス化する照射量は、多結晶SiCナノチューブに比べて、C-SiC複合ナノチューブの方が小さかった。これは、C-SiC複合ナノチューブでは、イオン照射において、SiC層内で形成された点欠陥等が、外側表面からは放出されるが、内側表面にはカーボン層と接触しているため、点欠陥等の放出がしづらかった為と考えられる。また、C-SiC複合ナノチューブにおいて、イオン照射により、元々存在した多層カーボンナノチューブとは90°傾いた方向に新たなカーボン層が形成されることを見出した。すなわち、多層カーボンナノチューブ内部に、直径が50nm以下の微小円形グラフェンが、ナノチューブの長さ方向に一次元的に連なった構造を有する新たなハイブリッドカーボンナノ材料の創製に成功したと言える。イオン照射透過型電子顕微鏡その場観察により、元々存在した多層カーボンナノチューブのカーボン層間隔は、照射量が増えるとともに、はじめは増加したが、SiC層が完全にアモルファス化した照射量からは、照射量が増えるとともに、減少した。これは、最外層であるSiC層が、完全にアモルファス化した後は、直径が減少する方向に変形を起こすことが、多結晶SiCナノチューブのイオン照射その場観察から明らかにされている。この収縮変化により、内部のカーボン層に圧縮応力が作用したため、カーボン層間隔は、SiC層の完全アモルファス化後には、減少したと考えている。この圧縮応力は、約2GPa程度であると推定された。
さらに、透過型電子顕微鏡内で二端子ホルダーを用いて、多結晶SiCナノチューブを曲げたり、破壊したりすることに成功した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Ion irradiation-induced novel microstructural change in silicon carbide nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomitsugu、Yamamoto Shunya、Ohba Hironori
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 154 ページ: 90~99

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.05.030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray absorption study of platinum nanoparticles on an ion-irradiated carbon support2018

    • 著者名/発表者名
      Kakitani Kenta、Kimata Tetsuya、Yamaki Tetsuya、Yamamoto Shunya、Matsumura Daiju、Taguchi Tomitsugu、Terai Takayuki
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 153 ページ: 152~155

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2018.09.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Japanese activities of the R&D on silicon carbide composites in the broader approach period and beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Nozawa Takashi、Ozawa Kazumi、Park ChangHo、Park Joon-Soo、Kohyama Akira、Hasegawa Akira、Nogami Shuhei、Hinoki Tatsuya、Kondo Sosuke、Yano Toyohiko、Shibayama Tamaki、Tsuchiya Bun、Shikama Tatsuo、Nagata Shinji、他10名、Taguchi Tomitsugu、Tanigawa Hiroyasu
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 511 ページ: 582~590

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2018.05.045

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Time-Resolved XAFS Studies on Laser-Induced Particle Formation of Palladium Metal in an Aqueous/EtOH Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Saeki Morihisa、Matsumura Daiju、Yomogida Takumi、Taguchi Tomitsugu、Tsuji Takuya、Saitoh Hiroyuki、Ohba Hironori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 ページ: 817~824

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09532

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local Disorder in Proton Conductor BaSn<sub>0.5</sub>In<sub>0.5</sub>O<sub>2.75</sub> Analyzed by Neutron Diffraction/ Atomic Pair Distribution Function2018

    • 著者名/発表者名
      Igawa Naoki、Kodama Katsuaki、Taguchi Tomitsugu、Yoshida Yukihiko、Matsukawa Takeshi、Hoshikawa Akinori、Ishigaki Toru
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 ページ: 329~332

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of gamma-ray irradiation on mechanical property of YSZ for oxygen sensors in ADS2018

    • 著者名/発表者名
      Okubo N.、Okuno Y.、Kitamura A.、Taguchi T.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 435 ページ: 198~202

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.10.021

    • 査読あり
  • [学会発表] 放射線還元法により作製したPt/CeO2及びPt/SnO2の酸素還元活性2019

    • 著者名/発表者名
      山本春也、越川博、田口富嗣、出崎亮、岡崎宏之、前川康成、八巻徹也
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
  • [学会発表] 白金族元素イオン溶液におけるレーザー微粒子化反応のその場・時間分解XAFS研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐伯盛久、松村大樹、蓬田匠、田口富嗣、辻卓也、齋藤寛之、中西隆造、大場弘則
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会 2019
  • [学会発表] Ion Irradiation-Induced Novel Microstructural Change in SiC Nanotubes2018

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomitsugu、Yamamoto Shunya、Ohba Hironori
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線還元法による円柱状ナノ空間内へのPtナノ粒子形成2018

    • 著者名/発表者名
      山本春也、田口富嗣、越川博、佐藤裕真、出崎亮、八巻徹也
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会

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公開日: 2019-12-27  

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