超高分解能気相イオン移動能法の開発とナノ炭素物質の構造制御

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20510095
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 菅井 俊樹 東邦大学, 理学部, 准教授 (50262845)
• キーワード: 気相移動度測定 / ナノ炭素 / イオントラップ

研究概要

平成21年度は、超高分解能イオン移動能装置開発の第2段階としてイオントラップを用いた気相移動度測定システムを開発した。この新しいシステムでは積層リング型構造を持ち、電極間に20kHz,600Vppの高周波電場(RF)と数Hz,10Vppの低周波電場(LF)を印加する。RF電場の周波数はイオンの移動に比較して十分に早いため、イオンは電場の絶対値が小さい電極中央部分に収束される。収束したイオンをLFにより大気中を移動させ移動速度とLF電場の大きさから、イオンの移動度および構造を推測する。今回はイオントラップ気相移動度システムの挙動を詳細に観察するために、10kVの高電圧を印加した霧吹きにより食塩水荷電微粒子を用いた。これらを半導体レーザーにより照射し光散乱を観測する。LFの電圧変化を20V程度に、周波数変化を数Hz程度にすることにより、荷電微粒子の振幅変化を調べ、直径20μm、比電荷m/z=2×10^8程度の粒子であることを明らかにした。さらに、トラップされる寿命が2時間以上であり、十分な移動度測定において感度と精度が実現された。
今後は荷電微粒子ではなくナノ物質イオンへ適用し、構造測定と構造制御を実現する。

研究成果

• [雑誌論文] 気相移動度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 雑誌名: 日本質量分析学会誌 58 ページ: 47-73
• [雑誌論文] High-Performance Thin-Film Transistors with DNA-Assisted Solution Processing of Isolated Single-Walled Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Asada, Y.Miyata, Y.Ohno, R.Kitaura, T.Sugai, T.Mizutani, H.Shinohara
  • 雑誌名: Advan.Mat (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Active and Selective Semihydrogenation of Alkynes with the Palladium Nanoparticles-Tetrabutylammonium Borohydride Catalyst System (2009)
  • 著者名/発表者名: Junichi Hori, Kunihiko Murata, Toshiki Sugai, Hisanori Shinohara, Ryoji Noyori, Noriyoshi Arai, Nobuhito Kurono, Takeshi Ohkuma
  • 雑誌名: Nano 4 ページ: 3143-3149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Single- and Double-Wall Carbon Nanotubes by Gas Flow-Modified Catalyst-Supported Chemical Vapor Deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kishi, Toshiki Sugai, Hisanori Shinohara
  • 雑誌名: IEICE Trans.Electron. E92C ページ: 1483-1486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure of Yttrium and Carbon Atoms Encapsulated Metallofullerenes, Y_2C_2@C_<82> : Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy and Theoretical Calculation (2009)
  • 著者名/発表者名: Shojun Hino, Takafumi Miyazaki, Yusuke Aoki, Norihiko Wanita, Masayuki Kato, Ryohei Sumii, Takao Akachi, Takeshi Inoue, Yasuhiro Ito, Toshiki Sugai, Hisanori Shinohara
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 82 ページ: 963-967
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new AFM-HRTEM combined technique for probing isolated carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Shota Kuwahara, Toshiki Sugai, Hisanori Shinohara
  • 雑誌名: Nanotechnology 2009 ページ: 225702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromatographic Length Separation and Photoluminescence Study on DNA-Wrapped Single-Wall and Double-Wall Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuki Asada, Toshiki Sugai, Ryo Kitaura, Hisanori Shinohara
  • 雑誌名: J.Nanomat 2009 ページ: 257892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible formation of interlayer nano p-n junctions and quantum dot in double-walled carbon nanotube with electrode contacts to different layers (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Shimizu, J.Haruyama, K.Nozawa, T.Sugai, H.Shinohara
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 94 ページ: 143104
  • 査読あり
• [学会発表] イオン移動度質量分析とイオントラップ:ナノ物質構造解析への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹, 澤西慶彦
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] イオントラップ気相移動度法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 学会等名: フラーレンナノチューブ学会
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] 気相移動度測定のためのイオントラップの特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] 2層カーボンナノチューブの特性評価と, ナノ炭素物質構造制御を目指す高分解能気相移動度測定法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 学会等名: 共生応用化学科コロキウム
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] ナノ炭素物質の気相移動度測定とRFデバイスの活用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 学会等名: 日本質量分析学会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] 高分解能気相移動度測定のためのイオントラップ (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅井俊樹
  • 学会等名: ナノ学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-05-11
• [備考]
  • URL: http://nano.chem.sci.toho-u.ac.jp/