単層カーボンナノチューブ垂直配向膜の制御CVD合成と熱・光デバイスの試作

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19206024
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90209700)
• 研究分担者: 塩見 淳一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40451786) ; 千足 昇平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (50434022)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: カーボンナノチューブ / CVD合成 / 垂直配向膜 / 熱・光デバイス / 直径制御

研究概要

熱・光デバイス応用に期待される垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の高度な構造制御技術を開発した.ナノチューブ膜厚さやナノチューブ直径の制御,また基板上へのパターニング法などデバイス応用には必要不可欠な合成法やその成長メカニズムに関する多くの知見を得ることができた.さらに,単層カーボンナノチューブ膜の熱伝導率の計測を様々手法で行うことにも成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Controllable Full-Color Expansion of Dispersed Single-walled Carbon Nanotubes Using Density Gradient Ultracentrifugation (2010)
  • 著者名/発表者名: P. Zhao, E. Einarsson, R. Xiang, Y. Murakami, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 114 ページ: 4831
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric study of ACCVD for controlled synthesis of vertically aligned single-walled carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Xiang, E. Einarsson, J. Okawa, T. Thurakitseree, Y. Murakami, J. Shiomi, Y. Ohno, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotech. 10 ページ: 3901
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Precision Selective Deposition of Catalyst for Facile Localized Growth of Single Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Xiang, T. Wu, E. Einarsson, Y. Suzuki, Y. Murakami, J. Shiomi, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131 ページ: 10344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence sidebands of carbon nanotubes below the bright singlet excitonic levels (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Murakami, B. Lu, S. Kazaoui, N. Minami, T. Okubo, S. Maruyama
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 79 ページ: 195407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-Carbon Nanotube Contact in Thermal Transport of Controlled-Morphology Polymer Nanocomposites (2009)
  • 著者名/発表者名: H. M. Duong, N. Yamamoto, D. V. Papavassiliou, S. Maruyama, B. L. Wardle
  • 雑誌名: Nanotechnology 20 ページ: 155702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffusive-Ballistic Heat Conduction Carbon Nanotubes and Nanographene Ribbons (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Shiomi, S. Maruyama
  • 雑誌名: Int.J.Thermophys.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric study of ACCVD for controlled synthesis of vertically aligned single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Xiang, E. Einarsson, J. Okawa, T. Thurakitseree, Y. Murakami, J. Shiomi, Y. Ohno, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotech. 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acetylene-Accelerated Alcohol Catalytic CVD Growth of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Xiang, E. Einarsson, J. Okawa, Y. Miyauchi, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 7511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple "optimum" conditions for Co-Mo catalyzed growth of vertically aligned single-walled carbon nanotube forests (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sugime, S. Noda, S. Maruyama, Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: Carbon 47 ページ: 234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of thermal properties of single walled carbon nanotube suspensions (2008)
  • 著者名/発表者名: H. M. Duong, D. V. Papavassiliou, K. J. Mullen, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 1986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal boundary resistance between single-walled carbon nanotubes and surrounding matrices (2008)
  • 著者名/発表者名: C. F. Carlborg, J. Shiomi, S. Maruyama
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 78 ページ: 205406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth mechanism and internal structure of vertically aligned, single-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Einarsson, M. Kadowaki, K. Ogura, J. Okawa, R. Xiang, Z. Zhang, T. Yamamoto, Y. Ikuhara, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotech. 8 ページ: 6093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Millimeter-Thick Single-Walled Carbon Nanotube Forests : Hidden Role of Catalyst Support (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Noda, K. Hasegawa, H. Sugime, K. Kakehi, Z. Zhang, S. Maruyama, Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. (Exp. Lett.) 46 ページ: L399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localized synthesis of single-walled carbon nanotubes on silicon substrates by a laser heating catalytic CVD (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Chiashi, M. Kohno, Y. Takata, S. Maruyama
  • 雑誌名: J.Phys.: Conf.Ser. 56 ページ: 155
  • 査読あり
• [雑誌論文] A molecular dynamics study of the effect of a substrate on catalytic metal clusters in nucleation process of single-walled carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibuta, S. Maruyama
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 437 ページ: 218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bond-order potential for transition metal carbide cluster for the growth simulation of a single-walled carbon nanotube (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibuta, S. Maruyama
  • 雑誌名: Comp.Mater.Sci. 39 ページ: 842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Decay Dynamics of Photoexcited Aligned Carbon Nanotube Bundles (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, Y. Murakami, S. Maruyama, J. Kono
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 75 ページ: 245408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Brightening of Dark Excitons in Single-Walled Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Shaver, J. Kono, O. Portugall, V. Krsti, G. L.J.A. Rikken, Y. Miyauchi, S. Maruyama, V. Perebeinos
  • 雑誌名: Nano Letters 7 ページ: 1851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of metallic nanotubes of zeolite-supported single-walled carbon nanotubes from alcohol (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Maeda, M. Hashimoto, T. Hasegawa, M. Kanda, T. Tsuchiya, T. Wakahara, T. Akasaka, Y. Miyauchi, S. Maruyama, J. Lu, S. Nagase
  • 雑誌名: Nano 2 ページ: 211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrothermal flow in Dielectrophoresis of Single-Walled Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Lin, J. Shiomi, S. Maruyama, G. Amberg
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 76 ページ: 45419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of exciton transition energy of single-walled carbon nanotubes on surrounding dielectric materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyauchi, R. Saito, K. Saito, Y. Ohno, S. Iwasaki, T. Mizutani, J. Jiang, S. Maruyama
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 442 ページ: 394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the Small-Bundle Internal Structure of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Films (2007)
  • 著者名/発表者名: E. Einarsson, H. Shiozawa, C. Kramberger, M. H. Ruemmeli, A. Gruneis, T. Pichler, S. Maruyama
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 17861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitonic transition energies in single-walled carbon nanotubes : Dependence on environmental dielectric constant (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, S. Iwasaki, Y. Murakami, S. Kishimoto, S. Maruyama, T. Mizutani
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (b) 244 ページ: 4002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropy in the X-ray absorption of vertically aligned single wall carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Kramberger, H. Shiozawa, H. Rauf, A. Gruneis, M. H. Rummeli, T. Pichler, B. Buchner, D. Batchelor, E. Einarsson, S. Maruyama
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (b) 244 ページ: 3978
  • 査読あり
• [学会発表] (Keynote) CVD Growth, Optical and Thermal Characterization of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes, Micro/Nanoscale Heat and Mass Transfer Int. Conf (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama, R. Xiang
  • 学会等名: MNHT2009
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 2009-12-19
• [学会発表] (Invited) Low dimensional heat and mass transport in carbon nanotubes, Micro/Nanoscale Heat and Mass Transfer Int. Conf (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Shiomi, Y. Lin, C. F. Carlborg, G. Amberg, S. Maruyama
  • 学会等名: MNHT2009
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 2009-12-19
• [学会発表] SWNT Synthesis by Low Temperature and Low Pressure CVD (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Chiashi, T. Inoue, H. Okabe, J. Shiomi, S. Maruyama
  • 学会等名: 6th Korea-Japan Symp. Carbon Nanotube
  • 発表場所: Ginowan
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Patterned CVD Growth of SWNTs for Device Application (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama, R. Xiang, E. Einarsson, J. Shiomi
  • 学会等名: 6th Korea-Japan Symp. Carbon Nanotube
  • 発表場所: Ginowan
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Low dimensional heat and mass transport in carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Shiomi, S. Maruyama
  • 学会等名: 10th Int. Conf. Science Application Nanotubes (NT09)
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Spectral features due to dark exciton in photoluminescence map of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama, Y. Miyauchi, Y. Murakami
  • 学会等名: WONTON09
  • 発表場所: Matsushima
  • 年月日: 2009-06-10
• [学会発表] Thermal conductivity of vertically-aligned single-walled carbon nanotube film measured by 3omega method (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa, S. Tanaka, K. Miyazaki, J. Shiomi, S. Maruyama
  • 学会等名: APS March Meeting
  • 発表場所: Pittsburgh
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] Optical characterization of vertically aligned single-walled carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama
  • 学会等名: The 4th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-10-30
• [学会発表] Topics of Heat Transfer Related to Single-Walled Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama
  • 学会等名: ASME-JSME Thermal Eng
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2007-07-10
• [学会発表] CVD Growth of SWNTs and MD Modeling (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maruyama
  • 学会等名: Growth Mechanisms Workshop of SWNTs
  • 発表場所: Lake Buchanan, Texas, USA
  • 年月日: 2007-04-17
• [図書] ナノカーボンハンドブック,1編2章3節 単層CNTの合成法の新展開 (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山茂夫
  • 総ページ数: 996
  • 出版者: NTS Inc
• [図書] ナノカーボンハンドブック,1編3章2節21項 単層CNTカイラリティとその制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山茂夫
  • 総ページ数: 996
  • 出版者: NTS Inc
• [図書] ナノカーボンハンドブック,1編3章2節14項 単層CNTの基板上垂直合成法の開発とその効用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山茂夫
  • 総ページ数: 996
  • 出版者: NTS Inc
• [図書] 計算力学ハンドブック,熱工学における分子シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山茂夫
  • 総ページ数: 680
  • 出版者: 朝倉書店