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2015 年度 実績報告書

グラフェンにおける界面相互作用を用いた新規伝導性・反応性の探究

研究課題

研究課題/領域番号 25410088
研究機関法政大学

研究代表者

高井 和之  法政大学, 生命科学部, 准教授 (80334514)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード酸化グラフェン / 反強磁性ダイマー / 水素吸着 / 磁気スイッチング / Brodie法
研究実績の概要

グラフェンに対して導入したさまざまな異種化学種との間の界面相互作用を精密に制御することにより,グラフェンの電子状態を変調し,新規な反応性,磁性,伝導性の発現を目的として研究を行い,以下の成果を達成した.
1)酸素含有官能基を持つグラフェン誘導体である酸化グラフェンを磁性金属を用いないBrodie法で合成し,静磁化率,電子スピン共鳴の評価を行った.さらに磁性不純物としてMnが含まれてしまう通常のHummers法で合成した酸化グラフェンについても過酸化水素などを用いた洗浄を施し,ICPによる評価によりMn不純物を完全に除去することできた.これらの試料について磁気的性質を比較したところ,スピン濃度や低温での磁化過程および高マイクロ波照射時の電子スピン共鳴信号の飽和挙動などが2つの試料で著しく異なることを見出し,合成法により酸化グラフェンの官能基構造が異なっていることを明らかした.
2)ナノダイヤモンド上に成長させたグラフェンに対して,酸素分子を導入した系におけるエッジ状態スピンと酸素分子スピンの特異な反強磁性ダイマーの形成について,極低温での電子スピン共鳴と静磁化率の測定結果を得て,詳細な解析を行い,第一原理計算の結果との比較を行ったところ,グラフェン端部位への酸素分子吸着に伴う電荷移動が特異な磁気スイッチング現象を生み出していることを明らかにし,論文に取りまとめたものを投稿中である.
3)グラフェン電界効果トランジスタ構造のチャネル部位に水素分子を吸着し,水素エッチングによるグラフェン表面吸着物のエッチング効果と同時にホールドープが進行することを明らかにした.

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 23件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ヨッフェ物理工学研究所/サンクトペテルブルク情報機械光学研究大学(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ヨッフェ物理工学研究所/サンクトペテルブルク情報機械光学研究大学
  • [国際共同研究] 国立高磁場研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      国立高磁場研究所
  • [国際共同研究] ベングリオン大(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      ベングリオン大
  • [雑誌論文] Structural analysis of polycrystalline graphene systems by Raman spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      J. Soares, M. Oliveros, C. Garin, M. David, L. Martins, C. Almeida, E. Ferreira, K. Takai, T. Enoki, R. Paniago, A Malachias, A. Jorio, B. Archanjo, C. Achete, and L. Cancado
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 95 ページ: 646-652

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2015.08.020

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic studies of detonation nanodiamond with surface modified with gadolinium ions2015

    • 著者名/発表者名
      V.Yu Osipov, A. E. Aleksenskiy, K. Takai, and A. Ya. Vul'
    • 雑誌名

      Physics of the Solid State

      巻: 57 ページ: 2314-2319

    • DOI

      10.1134/S1063783415110268

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Host-Guest Interactions in Graphene2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      3rd International Graphene Forum
    • 発表場所
      Tsinghua University, Shenzhen, China
    • 年月日
      2016-04-14 – 2016-04-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] グラフェン/電解質溶液の界面における電気化学相互作用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大輔,高井 和之
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学, 大岡山, 東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Fluorination and annealing effects on magnetism and structure of nanodiamond2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kogane, Hidekazu Touhara, Yoshiyuki Hattori, V. Yu. Osipov, N. Romanov and Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The 50th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-22
  • [学会発表] Evaluation of spin magnetism and chemical activity for graphene derivativescule2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yamashina, Takuya Isaka, Kentaro Tajima, Yoshiaki Matsuo, Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The 50th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-22
  • [学会発表] Host-Guest interactions between nanographene host and magnetic guest molecule2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Suzuki, Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The 50th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-22
  • [学会発表] Electrochemical Interaction at the Interface between Graphene and Electrolyte2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki, Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The 50th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-22
  • [学会発表] Evaluation of Graphene Oxide Catalyst regarding Organic reaction in Aqueous media2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isaka, Tomoki Yamashina, Kentaro Tajima, Yutaka Ohta, Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The 50th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-02-20 – 2016-02-22
  • [学会発表] Host-Guest interactions between nanographene host and magnetic guest molecule2016

    • 著者名/発表者名
      A. Suzuki, K. Takai
    • 学会等名
      理研シンポジウム:ミュオン科学応用の最先端 理研RALミュオン施設25周年記念 Users Meeting
    • 発表場所
      理化学研究所, 和光, 埼玉
    • 年月日
      2016-02-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular-based proximity effects in graphene2015

    • 著者名/発表者名
      K. Takai, T. Umehra, K. Nakamoto, A. Izumiyama
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hnolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning molecular adsorption kinetics in graphene by gate-bias voltage2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umehara , K. Takai
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hnolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Bromine adsorption effects on epritaxial graphene2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamoto , K. Takai, T. Akatsu
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hnolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between spin magnetism and chemical activity in graphene oxide / nanographene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamashina, T. Isaka, K. Inoue, Y. Matsuo, K. Takai
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hnolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorination of Nanodiamond / Nanographene-Shell Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kogane, Hidekazu Touhara, Yoshiyuki Hattori, V. Yu. Osipov, N. Romanov and Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hnolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Boron Doped Diamonds Produced at High Pressure with Metal Catalyst2015

    • 著者名/発表者名
      F. M. Shakhov, K. Takai, S.V. Kidalov, V. T. Lebedev, D. V. Shamshur, A. A. Krasilin, E. Lahderanta, A.Ya. Vul'
    • 学会等名
      第 34 回法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      法政大学, 小金井, 東京
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] グラフェンの近接効果における基板表面構造の影響2015

    • 著者名/発表者名
      泉山 彰里,高井和之
    • 学会等名
      第 34 回法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      法政大学, 小金井, 東京
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] グラフェンにおけるゲスト分子吸着速度のゲート電圧依存性2015

    • 著者名/発表者名
      梅原太一,高井和之
    • 学会等名
      第 34 回法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      法政大学, 小金井, 東京
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] グラフェン/電解質溶液の界面における電気化学相互作用の解明2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輔,高井和之
    • 学会等名
      第 34 回法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      法政大学, 小金井, 東京
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] SiO2基板への Au イオン照射によるグラフェンへの影響2015

    • 著者名/発表者名
      岩渕倖己,西村 智朗,高井和之
    • 学会等名
      第 34 回法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      法政大学, 小金井, 東京
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] High resolution TEM and infrared absorption studies of commercial polycrystalline nanodiamonds with twinning boundaries2015

    • 著者名/発表者名
      N. M. Romanov, V. Yu. Osipov, J.-P. Boudou, T. Hayashi, K. Takai
    • 学会等名
      12th International Conference Advanced Carbon NanoStructures
    • 発表場所
      St Petersburg Academic University, St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Gate-bias modulation of charge-transfer rate in hydrazine-adsorbed graphene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umehara , K. Takai
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic interactions between nanographene host and guest molecules with localized d electron2015

    • 著者名/発表者名
      A.Suzuki , K. Takai
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of the surface structure of substrate for proximity effect on Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      A.Izumiyama , K. Takai
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between spin magnetism and catalytic activity in graphene oxide / nanographene2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yamashina, Takuya Isaka, Kadumi Inoue, Yoshiaki Matsuo, Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] A theoretical proof for electrically enhanced desorption of hydrogen chemisorbed on graphene2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe, Gagus Ketut Sunnardianto, Naoki Morishita, Isao Maruyama, Kazuyuki Takai, Toshiaki Enoki
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature dependence of momentum distribution in a correlated Dirac sea with the zero mode of a hydrogenated graphene vacancy2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Morishita, Gagus Ketut Sunnardianto, Koichi, Kusakabe, Isao Maruyama, Kazuyuki Takai, Toshiaki Enoki
    • 学会等名
      The Sixteenth International conference on the Science and Application of Nanotubs (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Fermi energy dependence of charge transfer kinetics in molecular adsorption on graphene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umehara , K. Takai
    • 学会等名
      NT15 Satellite Symposia GSS15
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Strong exchange scatterings of low-energy quasi-particles at the Dirac point by the zero mode of graphene2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Morishita, Gagus Ketut Sunnardianto, Koichi, Kusakabe, Isao Maruyama, Kazuyuki Takai, Toshiaki Enoki
    • 学会等名
      NT15 Satellite Symposia GSS15
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Boron Doped Diamonds Produced at High Pressure with Metal Catalyst2015

    • 著者名/発表者名
      F.M. Shakhov, K. Takai, S.V. Kidalov, V.T. Lebedev, D.V. Shamshur, A.A. Krasilin, E. Lahderanta and A.Ya. Vul’
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Host-Guest interactions on epitaxial graphene2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamoto , T. Akatsu , K. Takai
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of hydrazine adsorption for electron transport properties on graphene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umehara , K. Takai
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Thermal Annealing and Fluorination on the Structure and Magnetic properties of Nanodiamond2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kogane, Hidekazu Touhara, Yoshiyuki Hattori, V. Yu. Osipov, N. Romanov and Kazuyuki Takai
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of the surface structure of substrate for proximity effect on Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      K. Takai, A. Izumiyama
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of the Interlayer structure of water-introduced graphene oxide2015

    • 著者名/発表者名
      T. Isaka, T. Yamashina, K. Takai
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between spin magnetism and chemical activity in graphene oxide / nanographene2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamashina, T. Isaka, K. Inoue, Y. Matsuo, K. Takai
    • 学会等名
      9th International conference on New Diamond and Nanocarbon (NDNC2015)
    • 発表場所
      Shizuoka GRANSHIP, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [備考] 高井研究室

    • URL

      http://takailab.ws.hosei.ac.jp/

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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