光機能化グラフェンの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550207
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梅山 有和 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378806)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 有機電子材料・素子 / グラフェン / 化学修飾 / ポルフィリン / フラーレン

研究概要

グラファイトが単層にまで剥離された構造を有するグラフェンは、二次元に広がったπ共役系を有する厚さ1 nm程度のナノカーボン材料であり、優れた機械的・電子的特性を示すことから、現在活発に研究が行われている。本研究では、グラファイトを酸化して一層一層にまで剥離された酸化グラフェンを還元することで得られる、化学変換グラフェンに着目し、それに対して共有結合によりポルフィリンやピレンなどの色素分子を連結した光機能化グラフェンを創出した。また、グラフェン平面上にフラーレンなどの機能性材料を集積した新規複合材料を創出した。

研究成果

• [雑誌論文] Incorporation of Graphene to Fullerene Clusters and Fullerene-Nanotube Composites and Their Photoelectrochemical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, J. Baek, N. Tezuka, K. Morita, and H. Imahori
  • 雑誌名: ECS J. Solid State Sci. Technol. 巻: 2 ページ: M3001-M3007
  • DOI: 10.1149/2.001310jss
• [雑誌論文] Photofunctional Hybrid Nanocarbon Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 3195-3209
  • DOI: 10.1021/jp309149s
• [雑誌論文] Preparation and Photophysical and Photoelectrochemical Properties of Covalently Fixed Porphyrin-Chemically Converted Graphene Composite (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, J. Mihara, N. Tezuka, Y. Matano, K. Stranius, V. Chukharev, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, K. Noda, K. Matsushige, T. Shishido, Z. Liu, K. Hirose-Takai, K. Suenaga, and H. Imahori
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 18 ページ: 4250-4257
  • DOI: 10.1002/chem.201103843
• [雑誌論文] Electron Transfer Cascade by Organic/Inorganic Ternary Composites of Porphyrin, Zinc Oxide Nanoparticle, and Reduced Graphene Oxide on Tin Oxide Electrode that Exhibits Efficient Photocurrent Generation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hayashi, I. Lightcap, M. Tsujimoto, M. Takano, T. Umeyama, P. V. Kamat, and H. Imahori
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 133 ページ: 7684-7687
  • DOI: 10.1021/ja201813n
• [学会発表] Development of Nanocarbon Materials for Solar Energy Conversion (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: The Second International Conference on Photocatalysis and Solar Energy Conversion : Development of Materials and Nanomaterials (PASEC-2)
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto
  • 年月日: 20130608-13
  • 招待講演
• [学会発表] Hybrid Nanocarbon Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: JAIST International Symposium on Functional Polymer
  • 発表場所: JAIST, Komatsu
  • 年月日: 2013-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] Composite Materials of Nanocarbons with Conjugated Polymers and Chromophores for Photoelectrochemical Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Polymeric Materials 2012 (ISAPM 2012)
  • 発表場所: Sunway Resort Hotel & Spa, Selangor, Malaysia
  • 年月日: 20120709-12
  • 招待講演
• [学会発表] Photoelectrochemical Devices Based on Composite Materials of Fullerene-Encapsulated Single-Walled Carbon Nanotubes with Conjugated Polymer and Chromophore (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: Carbon Nanotube Nanoelectronics (CNTNE2012)
  • 発表場所: Hotel Rubura Ohzan, Nagoya
  • 年月日: 20120611-12
• [学会発表] グラフェンの有機太陽電池への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 炭素材料学会第8回スキルアップセミナー
  • 発表場所: 連合会館(東京)
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] 光電変換機能を目指したナノカーボン複合材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: ニューダイヤモンドフォーラム平成24年度第1回研究会
  • 発表場所: 東京大学駒場IIキャンパス(東京)
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] 有機太陽電池を指向したナノカーボン複合材料作製技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 平成23年度産学官連携推進会議若手研究者による科学・技術説明会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京)
  • 年月日: 20110921-22
• [学会発表] Photocurrent Generation by Semiconducting Electrodes Modified with Nanocarbon Materials and Porphyrins (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, and H. Imahori
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress (14ACC)
  • 発表場所: Queen Sirikit National Convention Center, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 20110905-08
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html