ナノチューブ電子エミッタ型太陽エネルギー変換システムの可能性探究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656197
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 滝川 浩史 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90226952)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: カーボンナノチューブ / エミッタ / 太陽エネルギー変換 / 真空デバイス / 加工技術

研究概要

本研究では，カーボンナノチューブ等のナノカーボンを電子エミッタとして用いた真空式太陽エネルギー変換デバイスの実現可能性を探った。太陽熱と太陽光とを併用した変換駆動方式を狙った変換デバイスである。２種類の加熱機構を有したスルーホール型電子放出デバイスを設計・作製し，電子放出特性の変化を観察した。加熱することで，電子放出特性が向上することがわかった。
その他，デバイスの実現に向け，カーボンナノコイルの合成条件の最適化，カーボンナノニードルの形成，Siウェハの多孔加工，およびSi-ガラス接合に関するノウハウを蓄積できた。

研究成果

• [雑誌論文] 水素フリーDLC テトラヘドラルアモルファスカーボンの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史
  • 雑誌名: 潤滑経済 巻: 586号 ページ: 6-9
• [雑誌論文] Improved mechanical properties of bucky paper achieved via the addition of carbon nanocoils (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu and Y. Umeda
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: Vol.1585 ページ: 89-96
  • DOI: 10.1063/1.4866624
  • 査読あり
• [雑誌論文] フィルタードアーク蒸着で形成したDLC 膜の概要と応用(特集表面改質技術) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 巻: 27巻 ページ: 38-40
• [雑誌論文] ピュアカーボンプラズマビームを用いた超硬質DLC 膜の合成と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田上 英人, 滝川 浩史, 須田 善行
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 63巻 ページ: 34-40
• [雑誌論文] Optimization of chemical vapor deposition for reducing the fiber diameter and number of graphene layers in multi-walled carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: S. L. Lim, Y. Suda, K. Takimoto, Y. Ishii, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.52 ページ: 11NL04-1-7
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.11NL04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of filament discharge on uprightness of carbon nanotwists tightly-adhered to substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugioka, M. Yokota, T. Pude, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, H. Ue1, Y. Umeda, and K. Shimizu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 ページ: 08JF08_1-5
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.08JF08
• [学会発表] 鉄微粉末を使用したカーボンナノコイルの高純度合成および不純物の低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水 慶明, 丸山 皓司, 飯田 哲生, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Synthesis of high purity carbon nanocoils on the sheet-like carbon deposits and reduction of byproducts using Fe fine particles (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水 慶明, 丸山 皓司, 飯田 哲生, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第46回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20140303-05
• [学会発表] Preparation of measurement inductance device for single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kunimoto, F. Futagawa, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
  • 年月日: 20131024-25
• [学会発表] Improved mechanical property of bucky paper by adding carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
  • 年月日: 20131024-25
• [学会発表] Increasing carbon nanocoil purity by optimizing Fe/Sn molar ratio (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: Irago, Japan
  • 年月日: 20131024-25
• [学会発表] Torsion fracture of carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yonemura, Y. Suda, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint symposia
  • 発表場所: Doshisya Univ
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 平成25年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20130912-13
• [学会発表] Super DLC film formation with filtered vacuum arc deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takikawa
  • 学会等名: The 9th Asian- European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2013)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20130825-30
  • 招待講演
• [学会発表] カーボンナノコイルのばね定数測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20130805-07
• [学会発表] カーボンナノコイルの高収率化に向けた合成条件の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20130805-07
• [学会発表] Electrical resistance measurement of single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清 水 一樹, 梅 田 良人
  • 学会等名: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20130805-07
• [学会発表] サーレ アブスアイリキ, 反射率のその場計測によるスーパーDLC 膜の膜厚制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細尾 倫成, 田上 英人, 須田 善行, 滝川 浩史, 神谷 雅男, 瀧 真, 長谷川 祐史, 辻 信広
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130619-20
• [学会発表] カーボンナノコイルの高収率化に向けた合成条件の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130619-20
• [学会発表] カーボンナノコイル単体の電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130619-20
• [学会発表] カーボンナノコイル添加によるバッキーペーパーの機械的特性の向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田良人
  • 学会等名: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20130311-13
• [学会発表] Measurement of electric resistance of a single carbon nanocoil (2013)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清 水 一樹, 梅 田 良人
  • 学会等名: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20130311-13
• [学会発表] Improvement of chemical vapor deposition for the purity of multi-walled carbon nanocoils (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, S. L. Lim, K. Maruyama, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu
  • 学会等名: IS Plasma 2013
  • 発表場所: Nagoya Univ
  • 年月日: 20130128-0201
• [学会発表] カーボンナノコイルの分散に対する界面活性剤の比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東海支部大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20120924-25
• [学会発表] Effects of dielectric barrier discharge treatment conditions on carbon nanofibers -their stand-up and enhancement of field emission property (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Suda, Y. Sugioka, R. Kunimoto, H. Tanoue, H. Takikawa, H. Ue, K. Shimizu, Y. Umeda
  • 学会等名: International Conference on Electronic materials (IUMRS-ICEM2012)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] カーボンナノコイルの引張前後における電気抵抗の測定用試料の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] 分散時間に対するカーボンナノコイルの長さ依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山 皓司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120905-07
• [学会発表] SEM 内におけるカーボンナノコイルの電気的特性の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 米村 泰一郎, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第43回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120905-07
• [学会発表] 黒鉛化処理がカーボンナノコイルの引張変形に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國本 隆司, 須田 善行, 滝川 浩史, 田上 英人, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 日本ばね学会秋季定例講演会
  • 発表場所: 京都タワーホテル
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] カーボンナノツイスト膜のフィラメント放電起毛に及ぼすPt オーバーコートの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉岡 由基, 須田 善行, 田上 英人, 滝川 浩史, 植 仁志, 清水 一樹, 梅田 良人
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20110829-0902
• [図書] 光学薄膜の最適設計・成膜技術と膜厚・膜質・光学特性の制御 第15 節 真空アーク蒸着法による光学薄膜の成膜技術と膜質・膜厚の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史, 他
  • 総ページ数: 299-305
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] DLC の応用技術-進化するダイヤモンドライクカーボンの産業応用と未来技術-(普及版) (2013)
  • 著者名/発表者名: 滝川 浩史, 他
  • 総ページ数: 251-259
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] プラズマエネルギーシステム研究室
  • URL: http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
• [産業財産権] DLC膜及びDLCコート金型 (2014)
  • 発明者名: 滝川浩史, 田上英人, 神谷雅男, 加藤裕久, 瀧真, 長谷川祐史
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学, 伊藤光学工業(株), (株)オンワード技研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第5483384号
  • 出願年月日: 2014-02-28