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2022 年度 実績報告書

Application of vertically aligned one-dimensional van der Waals heterostructures in lithium sulfur battery

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0114
研究機関東京大学

研究代表者

項 栄  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人客員研究員 (20740096)

研究分担者 井ノ上 泰輝  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (00748949)
熊本 明仁  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員共同研究員 (70724590)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2023-03-31
キーワード一次元ファンデルワールスヘテロ構造
研究実績の概要

We reported the experimental synthesis of one-dimensional van der Waals (1D vdW) heterostructures, where single-crystal boron nitride nanotubes (BNNT) and/or molybdenum disulfide nanotubes seamlessly wrap around a single-walled carbon nanotube (SWCNT) and form a coaxial hetero-nanotube with a diameter of only several nm. Later, we performed a comprehensive study on the structural
details and formation mechanism of chemical vapor deposition (CVD) synthesized 1D heterostructures. Edge structures, nucleation sites, and crystal epitaxial relationships are clearly revealed using transmission electron microscopy
(TEM). Finally, we demonstrate the possibility of building 1D vdW heterostructures on atomically precise, single-chirality SWCNTs. This is achieved by dispersing, sorting, re-depositing and cleaning SWCNTs before performing the synthesis of 1D heterostructures. We employ five different single-chirality SWCNT solution and confirm that 1D heterostructures can be fabricated on these solution-sorted SWCNT templates if the surfactant can be readily removed. The obtained heterostructures show a very minor variation in inner diameter, suggesting the high uniformity of the starting SWCNT template.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 14件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Peking University/Tsinghua University/CAS(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Peking University/Tsinghua University/CAS
  • [国際共同研究] Aalto University/Canatu Ltd.(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Aalto University/Canatu Ltd.
  • [国際共同研究] University of Warwick(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Warwick
  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS
  • [雑誌論文] Horizontal Arrays of One-Dimensional van der Waals Heterostructures as Transistor Channels2023

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, S.; Otsuka, K.; Sugihara, T.; Zhu, G.Y.; Kittipaisalsilpa, K.; Lee, M.; Xiang, R.; Chiashi, S. Maruyama, S.
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 24 ページ: 10965-10973

    • DOI

      10.1021/acsami.2c22964

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Drastically reduced thermal conductivity of self-bundled single-walled carbon nanotube2023

    • 著者名/発表者名
      Feng, Y.; Sato, Y.; Inoue, T.; Liu, M.; Chiashi, S.; Xiang, R.; Suenaga, K. Maruyama, S.
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 201 ページ: 433-438

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2022.09.024

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanotube-based heterostructures for electrochemistry: A mini-review on lithium storage, hydrogen evolution and beyond2022

    • 著者名/発表者名
      Zheng, Y.; Dai, W.; Zhang, X.; Huang, J.-Q.; Maruyama, S.; Yuan, H. Xiang, R.
    • 雑誌名

      Journal of Energy Chemistry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.jechem.2022.02.029

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] SWCNT@BNNT With 1D van der Waals Heterostructure With a High Optical Damage Threshold for Laser Mode-Locking (vol 39, pg 5875, 2021)2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Z.Y.; Sun, X.N.; Yuan, P.T.; Yokokawa, S.; Zheng, Y.J.; Jiang, H.B.; Jin, L.; Anisimov, A.S.; Kauppinen, E.I.; Xiang, R.; Maruyama, S.; Yamashita, S. Set, S.Y.
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 40 ページ: 6052-6052

    • DOI

      10.1109/Jlt.2022.3192946

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabricating one-dimensional van der Waals heterostructures on chirality-sorted single-walled carbon nanotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang, R.X.; Feng, Y.; Li, H.A.; Kumamoto, A.; Wang, S.H.; Zheng, Y.J.; Dai, W.Y.; Fang, N.; Liu, M.; Tanaka, T.; Kato, Y.K.; Kataura, H.; Ikuhara, Y.; Maruyama, S. Xiang, R.
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 199 ページ: 407-414

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2022.07.076

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tailoring Highly Ordered Graphene Framework in Epoxy for High-Performance Polymer-Based Heat Dissipation Plates (vol 15, pg 12922, 2021)2022

    • 著者名/発表者名
      Ying, J.F.; Tan, X.; Lv, L.; Wang, X.Z.; Gao, J.Y.; Yan, Q.W.; Ma, H.B.; Nishimura, K.; Li, H.; Yu, J.H.; Liu, T.H.; Xiang, R.; Sun, R.; Jiang, N.; Wong, C.P.; Maruyama, S.; Lin, C.T. Dai, W.
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 16 ページ: 19607-19608

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c10767

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Building Blocks for One-dimensional van der Waals Heterostructures2022

    • 著者名/発表者名
      Xiang, R.; Maruyama, S. Li, Y.
    • 雑誌名

      National Science Open

      巻: 1 ページ: 20220016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi-Functional MoO3 Doping of Carbon-Nanotube Top Electrodes for Highly Transparent and Efficient Semi-Transparent Perovskite Solar Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Seo, S.; Akino, K.; Nam, J.-S.; Shawky, A.; Lin, H.-S.; Nagaya, H.; Kauppinen, E.I.; Xiang, R.; Matsuo, Y.; Jeon, I. Maruyama, S.
    • 雑誌名

      Advanced Materials Interfaces

      巻: n/a ページ: 2101595

    • DOI

      10.1002/admi.202101595

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Universal Map of Gas-Dependent Kinetic Selectivity in Carbon Nanotube Growth2022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, K.; Ishimaru, R.; Kobayashi, A.; Inoue, T.; Xiang, R.; Chiashi, S.; Kato, Y.K. Maruyama, S.
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 16 ページ: 5627-5635

    • DOI

      10.1021/acsnano.1c10569

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of vertically aligned boron nitride nanotubes with a template of single-walled carbon nanotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Liu, M.; Wang, S.H.; Zheng, Y.J.; Takeuchi, M.; Inoue, T.; Xiang, R. Maruyama, S.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research

      巻: 37 ページ: 4428-4437

    • DOI

      10.1557/s43578-022-00759-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation of organic color centers in air-suspended carbon nanotubes using vapor-phase reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Kozawa, D.; Wu, X.J.; Ishii, A.; Fortner, J.; Otsuka, K.; Xiang, R.; Inoue, T.; Maruyama, S.; Wang, Y.H. Kato, Y.K.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 2814

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30508-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Surfactant-Assisted Isolation of Small-Diameter Boron-Nitride Nanotubes for Molding One-Dimensional van der Waals Heterostructures2022

    • 著者名/発表者名
      Furusawa, S.; Nakanishi, Y.; Yomogida, Y.; Sato, Y.; Zheng, Y.J.; Tanaka, T.; Yanagi, K.; Suenaga, K.; Maruyama, S.; Xiang, R. Miyata, Y.
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 16 ページ: 16636-16644

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c06067

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of oxygen reduction reactivity on TiN by tuning the work function via metal doping2022

    • 著者名/発表者名
      Chisaka, M.; Abe, T.; Xiang, R.; Maruyama, S. Daiguji, H.
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 24 ページ: 29328

    • DOI

      10.1039/d2cp04326b

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Micro- and Macrostructures of Aligned Boron Nitride Nanotube Arrays2022

    • 著者名/発表者名
      Acauan, L.H.; Wang, H.Z.; Zheng, Y.J.; Liu, M.; Maruyama, S.; Xiang, R. Wardle, B.L.
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 16 ページ: 18178-18186

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c05229

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] Website

    • URL

      http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/papers.html

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公開日: 2023-12-25  

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