レイリー散乱分光分析による単層カーボンナノチューブ応用の高効率化

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26420135
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 千足 昇平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50434022)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: カーボンナノチューブ / レイリー散乱 / 分光計測 / イメージング

研究実績の概要

単層カーボンナノチューブ（SWNT）を用いたデバイスの効率向上を目指し，様々な条件・状況下におけるSWNTの物性計測をレイリー散乱分光法を用いて行った．SWNTのレイリー散乱光は，SWNT分析に用いられる他の分光法と比較し，観測条件に制限がなく任意のSWNTから計測することが可能である．これを踏まえ，スリット内に架橋成長させた理想的な環境にあるSWNTに対し，水溶液中に界面活性剤によって分散したSWNT，基板上に横たわるSWNT，多数が網目状に絡まり合ったSWNTサンプル等と比較・検討を行うことで，SWNT物性における環境効果について分析・検討を行った．また，レイリー散乱スペクトルを可視光および近赤外波長領域において計測することだけでなく，可視光領域の2次元カメラを用いることで，SWNTのレイリー散乱イメージ像の取得にも成功した．レイリー散乱光イメージ像は，従来のSWNTイメージング手法と比較し，非常に強度が強いため，短時間での計測が可能であることが分かった．さらに，気体分子とSWNT間の相互作用の分析を可能にする環境チャンバーを作製した．ガス圧力やガス種を変えながら，レイリー散乱スペクトルだけでなく，イメージ像の取得にも成功した．さらに，本研究課題において構築したレイリー散乱計測システムはSWNTだけでなく，他のナノマテリアル材料の分析も可能であり，SWNTデバイスに対する多角的な分析を実現するものと言える．

研究成果

• [雑誌論文] Chirality specific and spatially uniform synthesis of single-walled carbon nanotubes from a sputtered Co-W bimetallic catalyst (2016)
  • 著者名/発表者名: H. An, A. Kumamoto, H. Takezak, S. Ohyama, Y. Qian, T. Inoue, Y. Ikuhara, S. Chiashi, R. Xiang, S. Maruyama
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 8 ページ: 14523-14529
  • DOI: 10.1039/C6NR02749K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Load Dependent Frictional Response of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Films (2016)
  • 著者名/発表者名: A. S. Westover, J. Choi, K. Cui, T. Ishikawa, T. Inoue, R. Xiang, S. Chiashi, T. Kato, S. Maruyama, C. L. Pint
  • 雑誌名: Scripta Materialia 巻: 125 ページ: 63-67
  • DOI: 10.1016/j.scriptamat.2016.07.032
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Field emission and anode etching during formation of length-controlled nanogaps in electrical breakdown of horizontally aligned single-walled carbon nanotubes (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Otsuka, T. Inoue, Y. Shimomura, S. Chiashi, S. Maruyama
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 8 ページ: 16363-16370
  • DOI: 10.1039/C6NR05449H
• [学会発表] Photoluminescence Imaging Spectroscopy of Water Adsorption Layer on a Suspended Single-walled Carbon Nanotube (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chiashi, K. Yoshino, T. Kato, Y. Homma
  • 学会等名: The 13th Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2016-10-09 – 2016-10-15
  • 国際学会
• [学会発表] Chirality selective synthesis of single-walled carbon nanotubes with sputtered Co-W as catalyst (2016)
  • 著者名/発表者名: H. An, R. Xiang, H. Takezaki, S. Ohyama, Y. Qian, T. Inoue, S. Chiashi, S. Maruyama
  • 学会等名: 4th Carbon Nanotube Thin Film Electronics and Applications Satellite
  • 発表場所: University of Vienna, Viena, Austria
  • 年月日: 2016-08-13 – 2016-08-13
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Water States in SWCNTs by Photoluminescence Spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, S. Chiashi, S. Konabe, K. Yoshino, Y. Saito, T. Yamamoto, Y. Homma
  • 学会等名: The 17th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimentional Materials
  • 発表場所: University of Vienna, Viena, Austria
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-13
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of Single-walled Carbon Nanotubes by Rayleigh Scattering and Imaging Spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Chiashi, T. Okochi, T. Osawa, Y. Furukawa, S. Maruyama
  • 学会等名: The 17th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimentional Materials
  • 発表場所: University of Vienna, Viena, Austria
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-13
  • 国際学会
• [学会発表] Water Adsorption and Desorption Process on SWCNT Surface Studied by Photoluminescence Imaging and Raman Spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshino, T. Kato, J. Kuwabara, Y. Takeuchi, S. Chiashi, Y. Homma
  • 学会等名: The 17th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimentional Materials
  • 発表場所: University of Vienna, Viena, Austria
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-13
  • 国際学会
• [備考] 千足昇平HP
  • URL: http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~chiashi/CV-E.html