高圧下での光重合プロセスによる超機能性フラーレンの創製

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20360145
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 山本 寛 日本大学, 理工学部, 教授 (90130632)
• 研究分担者: 高橋 博樹 日本大学, 文理学部, 教授 (80188044) ; 早川 建 日本大学, 理工学部, 教授 (00130584)
• キーワード: C_<60>ポリマー / カーボンナノチューブ / 超高圧 / 自由電子レーザ / ラマン分光 / 原子間力顕微鏡 / カリラリティ

研究概要

本研究の目的は、C_<60>あるいはカーボンナノチューブ(CNT)等のフラーレンに対して超高圧印加、高エネルギー極短パルスレーザ(自由電子レーザ:FEL)照射を行うことにより、ダイヤモンド的結合による3次元フラーレンポリマーを合成し、その驚異的特性と応用の可能性を実験的に明らかにするところにある。本年度、次のようなテーマで実施し、それぞれの成果を得た。
1)バルクを中心としたポリマー化プロセスの開発では、フラーレン粉末を圧縮し、一連のハロゲン添加体について、圧力・光照射実験を行った。実験にあたり、真空チャンバー内に設置されたサンプルホールダーにはフラーレン粉末がアンビル中におかれ、圧力が印加された。アンビルについては、超高圧ダイヤモンドアンビルに入れ替え、10GPa以上の圧力下での実験が可能となるよう装置の改良を図り、分子間距離の減少と光照射によって効果的にポリマー化反応を促進することが出来た。
2)バルクポリマーの超機能性物性の評価では、硬度ならびに炭素結合や重合度を原子間力顕微鏡(SPM装置)ならびにラマン分光装置によって定量的に評価した。その際、サンプルの2次元的な特性分布を解析し、コンビトリアル的に作製条件との詳しい相関を評価することを試みたが、本年度は未だ解析結果を得るには至らなかった。
3)薄膜を中心とした合成装置の構築に関しては、C_<60>薄膜とCNT膜の基本的成長プロセスについては既に基礎的条件の確立を終えていたので、こうした薄膜形成過程においてその場FEL照射することで、ポリマー化が促進された任意の厚さの膜や特定の直径とカリラリティを有するCNTポリマーを作製することを試みた。そのために、 FEL照射と膜成長を気相中で同時に行える真空装置の構築を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Photopolymerization of C_<60> Crystal Synthesized from Organic Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Iio, K. Kurihara, F. Matsuyama, R. Nokariya, N. Iwata, H. Yamamoto
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series (印刷予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure Study of Superconducting Oxypnictide LaFePO (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Igawa, H. Okada, K. Arii, H. Takahashi, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono, S. Nakano, T. Kikegawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78 ページ: 023701-1-023701-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity in Iron pnictide compound SrFe_2As_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Igawa, H. Okada, H. Takahashi, S. Matsuishi, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78 ページ: 025001-1-025001-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^<75>As-NMR Studies on LaFeAsO_<1-x>F_x (x=0.14) under a Pressure of 3GPa (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tatsumi, N. Fujiwara, H. Okada, H. Takahashi, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78 ページ: 023709-1-023709-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure enhancement of superconductivity in an iron-based layered compound LaFeAsO_<1-x>F_x (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, K. Igawa, Y. Takahashi, K. Arii, H. Okada, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono, K Matsubayashi, Y Uwatoko, S Nakano, T Kikegawa
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 150 ページ: 052257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure effects on T_c of Iron-based Layered Superconductor La TMPO (TM = Fe, Ni) (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Igawa, K. Arii, Y. Takahashi, H. Okada, H. Takahashi, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hiramatsu, T. Watanabe, H. Yanagi, T. Kamiya, H. Hosono, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 150 ページ: 052075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure studies in filled skutterudite La_<0.8>Rh_4P_<12> and LaRh_4As_<12> (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Arii, K. Igawa, H. Okada, H. Takahashi, M. Imai, M. Akaishi, C. Sekine, J. Hayashi, N. Hoshi, I. Shirotani
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 150 ページ: 052009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photopolymerization of C_<60> Crystals Obtained from an Organic Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Iio, R. Nokariya, N. Iwata, H. Yamamoto
  • 雑誌名: Report of the Research Insititute of Science and Technology, Nihon University Special Issue, No. 3 ページ: 55-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] パラメトリックX線の位相コントラストイメージングヘの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋由美子, 早川恭史, 桑田隆生, 境武志, 中尾圭佐, 野上杏子, 田中俊成, 早川建, 佐藤勇
  • 雑誌名: X線分析の進歩 40 ページ: 269-278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a new initial-beam-loading compensation system and its application to a free-electron-laser linac (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Satoh, T. Koseki, T. Shidara, S. Fukuda, H. Kobayashi, Y. Kamiya, N. Nakamura, T. Sakai, Y. Hayakawa, T. Tanaka, K. Hayakawa, I. Sato, S. Miura
  • 雑誌名: Phys. Rev. ST Accel. Beams 12 ページ: 013501-1-013501-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Growth of Magnetoelectric Cr_2O_3 Thin Film on Sapphire and SrTiO_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Asada, K. Nagase, N. Iwata, H. Yamamoto
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 47 ページ: 546-549
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure studies on the electrical properties in R_<2-x>Sr_xNi_<l-y>Cu_yO_<4+δ> (R=La, Nd) and La_3Ni_2O_<7+δ> (2008)
  • 著者名/発表者名: T Hosoya, K Igawa, Y Takeuchi, K Yoshida, T Uryu, H Hirabayashi, H Takahashi
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 121 ページ: 052013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure studies in filled skutterudite La_<0.8>Rh_4P_<12> (2008)
  • 著者名/発表者名: K Arii, K Igawa, H Takahashi, M Imai, M Akaishi, I Shirotani
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 121 ページ: 052014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity at 43 K in an iron-based layered compound LaO_<1-x>F_xFeAs (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, K. Igawa, K. Arii, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 376-378
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure studies on superconducting iron-based LaFeAsO_<1-x>F_x, LaFePO and SrFe_2As_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, H. Okada, H. Hosono, K. Igawa, K. Arii, Y. Kamihara, S. Matsuishi, M. Hirano, H. Hosono, K. Matsubayashi, And Y. Uwatoko
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. Sppl. C 77 ページ: 78-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure effects on T_c of iron-based layered superconductor LaTMPO (TM =Fe, Ni) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, Y. Takahashi, K. Igawa, K. Arii, H. Takahashi, T. Watanabe, H. Yanagi, Y. Kamihara, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hosono, S. Nakano, T. Kikegawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. Sppl. C 77 ページ: 119-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Gap and Pseudogap Structure in LaFeAsO_<1-x>F_x Probed by STM/STS (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ichimura, J. Ishioka, T. Kurosawa, K. Inagaki, M. Oda, S. Tanda, H. Takahashi, H. Okada, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn., Sppl. C 77 ページ: 151-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity under high pressure in LaFeAsO (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, K. Igawa, H. Takahashi, Y. Kamihara, M. Hirano, H. Hosono, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 77 ページ: 113712-1-113712-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelength Dispersive X-ray Absorption Fine Structure Imaging by Parametric X-ray Radiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Inagaki, Yasushi Hayakawa, Kyoko Nogami, Toshinari Tanaka, Ken Hayakawa, Takeshi Sakai, Keisuke Nakaol, IsamuSato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys Vol. 47 ページ: 8081-8086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of PXR beam performance on the operation of the pulsed electron linac (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayakawaa, K. Hayakawa, M. Inagakia, T. Kuwadaa, K. Nakaoa, K. Nogamia, T. Sakaeb, T. Sakaia, I. Satoa, Y. Takahashia, T. Tanaka
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. B 266 ページ: 3758-3769
  • 査読あり
• [雑誌論文] 日本大学LEBRA電子リニアックと光源の現状 (2008)
  • 著者名/発表者名: oshinari TANAKA, Isamu SATO, Ken HAYAKAWA, Yasushi HAYAKAWA, Takao KUWADA, Takeshi SAKAI, Keisuke NAKAO, Yumiko TAKAHASHI, Kyoko NOGAMI, Manabu INAGAKI, Naoki SATO, Hiroshi OKABE, Masato ISHII, Atsushi ENOMOTO, Shigeki FUKUDA, Satoshi OHSAWA, Kazuro FURUKAWA, Shinichiro MICHIZONO
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan ページ: 46-48
• [雑誌論文] コヒーレント単色X線によるガン治療医療を考える (2008)
  • 著者名/発表者名: Isamu SATO, Kazutaka SHINTOMI, Itaru MORO, Takao KUWADA, Takeshi SAKAI, Ken HAYAKAWA, Toshinari TANAKA, Yasushi HAYAKAWA, Keisuke NAKAO, Yumiko TAKAHASHI, Kyoko NOGAMI, Koichi ISHIKAWA, Motoichiro TAKAHASHI, Katsumi ABE, Tsutomu SAITO, Hiroki NAGASE, Fumio SHISHIKURA, Tetsuo YOSHIKAWA, Koji KURIHARA, Reiko MORI, Hiroshi YAMAMOTO, Kaoru SUZUKI, Tetsuya NAKANISHI, Toshiro SAKAE, . Akira MORI, Shigeki FUKUDA, Satoshi OHSAWA, Kazuro FURUKAWA, Shinichiro MICHIZONO, Tsuyoshi SUWADA, Takuya KAMITANI, Kazue YOKOYAMA, Shuichi NOGUCHI, Eiji KAKO, Soichi WAKATSUKI, Shigeru YAMAMOTO, Kimichika TSUCHIYA, Hisataka TAKENAKA, Kastuhiko ASANO, Kiyokazu SATO, Koichi NAKAYAMA, Masaru KURIBAYASHI, Kazuaki MIYAZAKI, Kazuhiko SAKURAI, Naoki YAMAMOTO, Akio NODA, Ario KOIZUMI
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan ページ: 64-68
• [雑誌論文] LEBRA-PXRにおける非対称ターゲット結晶の試験 (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasushi HAYAKAWA, Ken HAYAKAWA, Manabu INAGAKI, Takao KUWADA, Keisuke NAKAO, Kyoko NOGAMI, Takeshi SAKAI, Isamu SATO, Yumiko TAKAHASHI, Toshinari TANAKA
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan ページ: 69-71
• [雑誌論文] 非線形光学結晶を用いたFEL高調波の発生II (2008)
  • 著者名/発表者名: Ken HAYAKAWA, Toshinari TANAKA, Yasushi HAYAKAWA, Keisuke NAKAO, Kyouko NOGAMI, Takeshi SAKAI, Isamu SATO
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan ページ: 803-805
• [雑誌論文] 日本大学リニアック冷却系の精密制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi SAKAI, Toshinari TANAKA, Ken HAYAKAWA, Yasushi HAYAKAWA, Takao KUWADA, Yumiko TAKAHASHI, Keisuke NAKAO, Kyoko NOGAMI, Manabu INAGAKI, Isamu SATO
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan ページ: 815-817
• [雑誌論文] Measurement of Electrical Conduction of C<60> Derivatives Monolayer on Au Ultrathin Film (2007)
  • 著者名/発表者名: F. Matsuyama, K. Nishitani, T. Maeda, T. Oda, N. Iwata, H. Yamamoto
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 33 ページ: 131-134
  • 査読あり
• [学会発表] 自由電子レーザ照射によるC_<60>ポリマーの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野苅家亮 蜂谷真司 岩田展幸 山本寛
  • 学会等名: 平成21年 電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育機能開発総合センター
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 薄膜蒸着中自由電子レーザ照射によるC_<60>ポリマーサイズの拡張 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野苅家亮 蜂谷真司 飯尾靖也岩田展幸 山本寛
  • 学会等名: 第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス
  • 年月日: 20080826-20080828
• [学会発表] Chirality Control in Chemical Vapor Deposition Growth of Single Walled Carbon Nanotubes by Free Electron Laser Irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ishiduka, Keijiro Sakai, Katsumi Uchida, Nobuyuki Iwata, Hirofumi Yajima, Hiroshi Yamamoto
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2008
  • 発表場所: Nagoya Congress Center
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] C^<60> Nano-whisker Growth from Sasturated Organic Solution (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasunari lio, Kouhei Kurihara, Ryo Nokariya, Fumihiko Matsuyama, Nobuyuki Iwata, Hiroshi Yamamoto
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2008
  • 発表場所: Nagoya Congress Center
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 針状フラーレン凝集体合成プロセスの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 飯尾靖也 境恵二郎 石塚大祐栗原浩平 園村拓也 内田勝美矢島博文 岩田展幸 山本寛
  • 学会等名: 電子情報通信学会(電子部品・材料研究会)
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 非線形光学結晶を用いたFEL高調波の発生II (2008)
  • 著者名/発表者名: 早川 建
  • 学会等名: 日本加速器学会・リニアック研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] Epitaxial Growth of Cr_2O_3 Magnetoelectric Sputtered Films on Sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yamamoto, N. Iwata, S. Otsuki
  • 学会等名: IUMRS-ICEM 2008
  • 発表場所: Hilton Sydney, Australia
  • 年月日: 2008-07-30
• [学会発表] Photo-Assisted C_<60> Polymerization in Solid and Solution Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nokariya, Yasunari Iio, Shingo Ando, Nobuyuki Iwata, Hiroshi Yamamoto, KazunobuArii, Hiroki Takahashi
  • 学会等名: IUMRS-ICEM 2008
  • 発表場所: Hilton Sydney, Australia
  • 年月日: 2008-07-30