研究課題
本提案では、我々が開発したZ型前駆体原料分子の２ゾーン型化学気相成長法を用いるグラフェンナノリボン（GNR）合成法（Nat.Chem. 2016; Adv.Mater. 2014）を使い、表面上で組織化した一次元細線：グラフェンナノリボンを分子間反応させエッジ端の化学構造を厳密に制御した新しい二次元空孔構造（カーボンナノグリッド）を創成し、従来困難であった高性能熱電炭素材料を開発し、基礎物性の探索とデバイス応用を目指す。具体的には以下について提案と実証を行うことを目的とした。２ゾーン型化学気相成長法を用い、分子設計したZ型前駆体原料分子から金属表面上で自己組織化させたGNRを表面合成し、複数のGNR同士の鎖間反応により、エッジ端の化学構造を規定した二次元炭素構造を表面合成した。二次元炭素構造には、GNR同士の脱水素縮環反応により生成した幅の広い融合GNR構造とGNR同士が単結合により結合したラダー構造を含むことが、走査トンネル顕微鏡測定により明らかになった。更に二次元炭素構造を絶縁基板上に転写・単離し、熱電性能や電子・電気特性などの様々な基礎物性を明らかにした。その結果、二次元炭素構造では、GNRに比べ電気伝導度が大きく上昇し1000Sm(-1)となり、且つ熱伝導性は、膜面に垂直方向で0.11 Wm(-1)K(-1)となり、炭素材料ではかなり小さな値を示すことが明らかになった。以上から、GNRを表面結合させた二次元構造を作成し、GNRとしては初めての熱伝導計測に成功した。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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