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2022 年度 実績報告書

均質緻密CNT/銅複合材料の創製と熱伝導材料開発に向けた電気伝導・熱伝導物性解明

研究課題

研究課題/領域番号 22H01521
配分区分補助金
研究機関静岡大学

研究代表者

井上 翼  静岡大学, 工学部, 教授 (90324334)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / 電解メッキ / 複合材料 / 電気伝導特性 / 熱伝導特性
研究実績の概要

基板上に高密度に垂直配向したカーボンナノチューブ(CNT)と銅の複合材料を作製するため、まずSi基板上及び金属基板上にCNTを高密度合成する研究を実施した。高密度化に向け触媒ナノ粒子失活を抑制するため、ガドリニウム(Gd)やイットリウム(Y)を鉄触媒層の下地として形成した。一方、銅などの金属基板へのCNT合成においては、700℃以上の高温プロセスにおいて、基板の金属原子が鉄触媒層まで熱拡散し触媒を失活させることが問題となった。そこで、金属拡散防止層としてタンタル(Ta)及びSiO2層を触媒層の下地に多重形成したところ、良好に触媒失活を抑制できるとがわかった。その結果、銅基板に高密度垂直配向CNTを合成することができた。このようにして得られた銅基板上CNTに対し、銅メッキを施してCNT/銅複合材料を作製することとした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

装置トラブル等により、CNTフォレストの高密度合成する研究に遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

銅などの金属基板上に合成した高密度CNTフォレストに銅ナノ粒子をガス中蒸発法により担持させる。ナノ粒子を起点とする銅メッキ技術を確立し、銅とCNTの均質な複合材料を作製する。そして、得られた複合材料の電気特性を測定するとともに構造解析を行い、電気伝導メカニズムを明らかにする。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Catalyst Dynamics in the Growth of High-Density CNT Forests; Fine Control of the Mass Density of Forest by Colloidal Catalyst Nanoparticles2022

    • 著者名/発表者名
      Tabata Kento、Kono Yuga、Goto Ryosuke、Abe Yuya、Nakano Takayuki、Sugime Hisashi、Inoue Yoku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 126 ページ: 20448~20455

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c05454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of catalytic activity by addition of chlorine in chemical vapor deposition growth of carbon nanotube forests2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Toshiya、Karita Motoyuki、Chikyu Norikazu、Nakano Takayuki、Inoue Yoku
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 196 ページ: 391~400

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2022.04.075

    • 査読あり
  • [学会発表] Y下地層を有する高密度CNTフォレストの成長とその熱抵抗2022

    • 著者名/発表者名
      金澤克昌、林幸佑、中野貴之、井上翼
    • 学会等名
      第63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
  • [学会発表] Impact of dynamic density reduction by length change of CNT forests on electrical resistivity2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nishita, Takayuki Nakano, Yoku Inoue, Terumasa Omatsu, Nobuaki Shirai, Sota Yanai, Masaki Nagata, Yasuhiro Shimizu
    • 学会等名
      64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

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公開日: 2024-12-25  

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