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2022 年度 実績報告書

量子ビームを用いた構造改質による新奇機能性SiC系ナノ材料・複合材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05022
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 (50354832)

研究分担者 山本 春也  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 先端機能材料研究部, 上席研究員 (70354941)
佐伯 盛久  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 (30370399)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード炭化ケイ素 / ナノ材料 / 量子ビーム照射 / 透過型電子顕微鏡 / 微構造制御
研究実績の概要

量子ビーム照射技術を用いて、これまでに合成されたことのない新奇構造を有するSiC系ナノ材料・複合材料を創製することを試み、これら新奇構造と機能評価結果との相関関係を解明することにより、これまでにない高機能SiC系ナノ材料・複合材料開発することを目的に研究を進めた。
その結果、C-SiC複合ナノチューブを室温でイオン照射することにより、アモルファスSiCナノチューブの中に長さ方向に積層した50nm以下のグラフェンナノディスクと多層カーボンナノチューブが複合化された新奇構造を有するハイブリッドカーボンナノ材料の創製に成功した。さらに、単相SiCナノチューブの合成方法を最適化させることにより、壁厚が約20nmで、層間隔が15-40nm程度の二層厚壁SiCナノチューブの創製に世界で初めて成功した。この二層厚壁SiCナノチューブを、室温イオン照射することで、アモルファス二層厚壁SiCナノチューブの合成にも成功している。また、電子線還元法により、単相SiCナノチューブ表面に、約5nmのPt微粒子を均一に担持させたPt微粒子担持SiCナノチューブを合成し、この電気化学測定を行った。その結果、標準試料であるPt微粒子担持カーボン材料よりも、優れた触媒能を示すことを明らかにした。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Surface nanostructures on Nb-doped SrTiO<sub>3</sub> irradiated with swift heavy ions at grazing incidence2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa N、Fujimura Y、Kondo K、Szabo G L、Wilhelm R A、Ogawa H、Taguchi T
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 33 ページ: 235303~235303

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ac58a5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of anionic surfactant on dispersibility and luminescence of silicon carbide nanotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tatsuya、Ishihara Jun、Taguchi Tomitsugu、Miyajima Kensuke
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 245 ページ: 118771~118771

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2022.118771

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural analysis of high-energy implanted Ni atoms into Si(100) by X-ray absorption fine structure spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Entani Shiro、Sato Shin-ichiro、Honda Mitsunori、Suzuki Chihiro、Taguchi Tomitsugu、Yamamoto Shunya、Ohshima Takeshi
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 199 ページ: 110369~110369

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2022.110369

    • 査読あり
  • [学会発表] SiCナノチューブのアモルファス化照射量に及ぼす外径の影響2022

    • 著者名/発表者名
      田口富嗣、山本春也
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第78回学術講演会

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公開日: 2023-12-25  

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