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2014 年度 実績報告書

カーボンナノチューブフォレスト構造体による光学応答メタマテリアルの実証

研究課題

研究課題/領域番号 24560050
研究機関高知工科大学

研究代表者

古田 寛  高知工科大学, 工学部, 准教授 (10389207)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / メタマテリアル / 光吸収 / カーボンナノチューブフォレスト / 光物性 / パルススパッタリング / 触媒微粒子
研究実績の概要

最終年度に実施した研究の成果
ボトムアッププロセスによるCNTフォレストメタマテリアル実証について、CNTフォレストの構造制御と光学特性を研究した。CNT多段積層構造作製では、(Fe/AlO)n積層触媒を試み、Fe膜厚1nm、3nmでは、AlO膜厚 6~24nmの範囲で多段となるCNT合成条件が得られなかった。パルススパッタ法をFe堆積に適用し、条件最適化により5.8nm平均直径のFe触媒微粒子を堆積した。パルススパッタリングにより高密度触媒を堆積し、熱CVD合成条件の最適化により、炭素膜をCNTフォレストが支える構造の霜柱状CNTフォレストを作製し光学特性評価した。触媒水素アニールによりウェービング構造CNTフォレストを作製し、また、液浸処理によるハニカム構造を作製し、反射率スペクトルをCNT軸配向性により説明した。

研究期間全体を通じて実施した成果
CNTフォレストメタマテリアルの開発として、短尺高密度成長、電極構造設計、バルク構造体の光学特性評価を行った。CNT合成触媒のスパッタリング堆積について、堆積する薄膜のコンダクタンスをその場評価することにより、1nm程度の極薄い薄膜の、島状構造から連続膜形成の初期過程を評価可能にした。パルススパッタリング堆積により、触媒微粒子が10^12/cm2の高密度島状形成することを見出した。配向性を制御したCNT構造体を作製し、紫外-可視、エリプソメトリ、FTIR、テラヘルツ電磁場吸収光学特性を評価した。短尺1~3μm高さCNTフォレストのπプラズモンピーク吸収(5.5eV)とSEMで評価したCNT直径から、SEMで評価困難な本数密度を推定する手法を提案した。CNTフォレストXRDによる配向性評価との比較により、CNT軸の配向性が高いほどとCNTフォレスト高さ方向への反射率が低下する対応がわかった。CNTフォレストを配線加工したメタマテリアル実証には至らなかった。

備考

科研費研究成果をブログ形式で報告するページを作成した。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (25件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Development of Carbon Nanotubes for Optical Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Furuta
    • 学会等名
      ICCE-23 (23rd Annual International Conference on Composites or Nano Engineering)
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-18
    • 招待講演
  • [学会発表] High number density deposition of iron catalyst nanoparticles onto SiO2 substrate by interval sputtering method2015

    • 著者名/発表者名
      H. Koji, T. Hongo, H. Furuta, A. Hatta
    • 学会等名
      ISSP2015 (The 13th international symposium on sputtering & plasma processes)
    • 発表場所
      Kyoto Research Park, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-07-08 – 2015-07-10
  • [学会発表] Optical and THz properties of carbon nanotube forests2015

    • 著者名/発表者名
      H. Furuta, K. Sekiya, A. Pander, J. Udorn, H. Koji, A. Hatta, K. Takano, M. Nakajima
    • 学会等名
      NT15 (The 16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
  • [学会発表] Tuning of optical properties of carbon nanotube (CNT) forest grown using Taguchi method2015

    • 著者名/発表者名
      A. Pander, H. Furuta, K. Ishimoto, A. Hatta
    • 学会等名
      NT15 (The 16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
  • [学会発表] Quantum dots (QDs) mediated dye sensitized solar cells (DSSC) with self-assembled honeycomb photoanode of multi walled carbon nanotube (MWCNT) forests2015

    • 著者名/発表者名
      J. Udorn, S. Hou, C. Li, A. Hatta, and H. Furuta
    • 学会等名
      NT15 (The 16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
  • [学会発表] カーボンナノチューブフォレストのテラヘルツ電磁波吸収2015

    • 著者名/発表者名
      古田寛, 関家一樹, 石本光輝, 八田章光, 西川智啓, 高野恵介, 中嶋誠, 萩行正憲
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム2015
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-04-09 – 2015-04-09
  • [学会発表] コンフォーカルRaman分光法によるカーボンナノチューブフォレスト高さごとの構造評価2015

    • 著者名/発表者名
      石本光輝, 小路紘史, 関家一樹,古田寛, 八田 章光
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム2015
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-04-09 – 2015-04-09
  • [学会発表] ナノ膜厚Ni/Cu積層触媒を用いたMPCVD法によるグラフェン合成2015

    • 著者名/発表者名
      楠本 雄司、西森 俊作、宮地 弘樹、針谷 達、古田 寛、八田 章光
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県平塚市
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-13
  • [学会発表] 間欠スパッタによるFe微粒子高密度形成2015

    • 著者名/発表者名
      小路 紘史、本郷 知紀、楠本 雄司、古田 寛、八田 章光
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県平塚市
    • 年月日
      2015-03-12 – 2015-03-12
  • [学会発表] Raman分光法によるカーボンナノチューブフォレストの深さごとの構造評価2015

    • 著者名/発表者名
      石本 光輝、小路 紘史、関家 一樹、古田 寛、八田 章光
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-11
  • [学会発表] Optimization of the synthesis parameters of Carbon Nanotube (CNT) forest using the Taguchi Method2015

    • 著者名/発表者名
      A. Pander, H. Furuta, A. Hatta
    • 学会等名
      FNTG48
    • 発表場所
      U. Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-02-22 – 2015-02-22
  • [学会発表] Surface Morphology and Optical Reflectance of Multi-Walled Carbon Nanotube (MWCNT) Forests after Wettability Treatment2014

    • 著者名/発表者名
      J. Udorn, K. Sekiya, H. Furuta, A. Hatta
    • 学会等名
      TMETC8 (The 8th Thailand Metallurgy Conference)
    • 発表場所
      Swissotel Le Concorde, Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
  • [学会発表] Optical reflectance of deformed MWCNT forests after wettability test2014

    • 著者名/発表者名
      J. Udorn, K. Sekiya, H. Furuta, J. -S. Oh and A. Hatta
    • 学会等名
      TJIA2014 (Thailand-Japan International Academic Conference)
    • 発表場所
      U. Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-22
  • [学会発表] ナノ膜厚触媒を用いたプラズマCVDによる炭素膜合成2014

    • 著者名/発表者名
      楠本雄司,西森俊作,針谷達,古田寛,八田章光
    • 学会等名
      PLASMA2014(PLasma Conference 2014)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
  • [学会発表] 大気圧プラズマジェット触媒表面処理によるCNTの局所成長2014

    • 著者名/発表者名
      本郷知紀, 小路紘史, 呉準席, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      高知工科大学ナノテク研シンポジウム2014
    • 発表場所
      高知工科大学, 高知県香美市
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-25
  • [学会発表] 大気圧プラズマジェット触媒表面処理によるCNTの局所成長2014

    • 著者名/発表者名
      本郷知紀,小路紘史,呉準席,古田寛,八田章光
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学, 北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-19
  • [学会発表] ナノ膜厚触媒を用いた炭素膜の合成2014

    • 著者名/発表者名
      楠本雄司,西森俊作,針谷達,小路紘史,古田寛,八田章光
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学, 北海道札幌市
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] Improved electrical conductivity of CFRP composed by MWNT-coated CFs2014

    • 著者名/発表者名
      H. Furuta, A. Hatta, Y. Shimomoto, and T. Komukai
    • 学会等名
      DCM2014,
    • 発表場所
      Mellia Castilla, Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-11
  • [学会発表] Raman Scattering from Aligned CNT Forests of High Absorption Coefficient2014

    • 著者名/発表者名
      K. Ishimoto, K. Sekiya, H. Koji, H. Furuta, and A. Hatta
    • 学会等名
      FNTG
    • 発表場所
      Nagoya Univ., Nagoya
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-04
  • [学会発表] ptical Properties of Quantum Dots Beaded to Multi-Walled Carbon Nanotube Forest (QD-Beaded MWCNT Forest)2014

    • 著者名/発表者名
      J. Udorn, K. Sekiya, H. Furuta, and A. Hatta
    • 学会等名
      FNTG
    • 発表場所
      Nagoya Univ., Nagoya
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-03
  • [学会発表] Magnetron sputtering deposition of catalyst nano-particles for the growth control of carbon nanotubes2014

    • 著者名/発表者名
      H. Furuta
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      Fukuoka Univ., Fukuoka
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 2 垂直配向カーボンナノチューブのラマン散乱 -フォレスト構造依存性-2014

    • 著者名/発表者名
      石本光輝, 小路紘史, 関家一樹, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      2014年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス、島根県松江市
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-26
  • [学会発表] 大気圧プラズマジェット処理による花弁状 CNT フォレストの合成2014

    • 著者名/発表者名
      本郷知紀, 小路紘史, 呉準席, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      2014年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス、島根県松江市
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-26
  • [学会発表] 極薄触媒を用いたナノカーボンの合成2014

    • 著者名/発表者名
      西森俊作, 楠本雄司, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      2014年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス、島根県松江市
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-26
  • [学会発表] CNT構造制御に向けたNi極薄膜のスパッタ堆積過程でのコンダクタンスその場評価2014

    • 著者名/発表者名
      楠本雄司, 関家一樹, 小路紘史, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      日本材料科学会四国支部第23回講演会
    • 発表場所
      高知工科大学、高知
    • 年月日
      2014-06-14 – 2014-06-14
  • [備考] Nanofabrication for the future

    • URL

      http://hiroshifuruta.wordpress.com

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公開日: 2016-06-03  

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