2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Materials Science Using Regulated Nano Spaces －Strategy in Ubiquitous Elements |
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| Project/Area Number |
19051012
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
真庭 豊 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (70173937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 廣義 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (90128562)
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| Keywords | NMR / カーボンナノチューブ / アイスナノチューブ / 水 / ゼオライト鋳型炭素 |
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| Research Abstract |
ナノスケールの構造制御によって、通常では得られない新奇な物性の発現が期待できる。本研究の目的は、ナノメートルからサブナノメートルサイズの配列空間を有する物質系において、この空間を利用した新規物質系を作製して、新奇物性を探索すること、またその発現機構を明らかにすることである。本年度は主に以下の研究を行った。(1)半導体-金属型分離された高純度単層カーボンナノチューブ(SWCNT)および新規ナノ炭素固体であるゼオライト鋳型炭素(ZTC)のNMR、比熱、帯磁率などによる基礎物性の研究、(2)分子性ナノ細孔物質、ZTC、SWCNTなどのナノ空洞内の水の研究、(3)ZTCのナノ空洞内の希ガスの構造および相転移挙動の研究、(4)SWCNTの1次元空洞内の酸素分子の構造の研究。特に、以下に示す成果を得た。
(1)SWCNTおよびZTCの基礎物性の研究:直径1.35nmの高純度半導体型・金属型SWCNTおよび直径0.8nm近傍の磁性不純物が極めて少ない高純度SWCNT試料の作製に成功した。この試料を用いて、帯磁率の精密測定を行い、軌道帯磁率のSWCNT直径依存性に関する予備的結果を得た。(2)細孔内の水のNMRによる研究:ZTC内部への水の吸着とそのダイナミクスを調べた。ZTCは140W%もの水を吸着できるが、この水が200K以下まで液体的であることが分かった。NMRの緩和時間の測定から水分子のダイナミクスが議論され、fragile液体であることが示唆された。(3)ZTC内部に高密度に希ガスが吸着可能であることがX線回折実験から明らかになり、この希ガスは低温でアモルファス的な構造をとることが計算機実験から示唆された。(4)直径0.8nm近傍の高純度SWCNTを作製し、酸素の吸着実験を行った。X線回折実験より、SWCNTの1次元空洞内に高濃度に酸素が吸着されることが確認できた。このような酸素分子は量子磁性(ハルデン磁性)を示すものと予測され、低磁場およびパルス強磁場を用いた帯磁率測定が行われた(共同研究)。
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[Journal Article] Confined water inside single-walled carbon nanotubes : Global phase diagram and effect of finite length2011
Author(s)
H.Kyakuno, K.Matsuda, H.Yahiro, Y.Inami, T.Fukuoka, Y.Miyata, K.Yanagi, Y.Maniwa, H.Kataura, T.Saito, M.Yumura, S.Iijima
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Journal Title
J.Chem.Phys.
Volume: 134
Pages: 244501-14
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 金属及び半導体単層カーボンナノチューブから二層カーボンナノチューブの作製とその光電子分光2012
Author(s)
鷺谷智, 米森啓太, 柿原隆介, 鈴木良輔, 石井廣義, 中井祐介, 柳和之, 真庭豊, 羽淵隆文, 平山大裕, 林博和, 姜健, 永田偉士, 堀家大希, 岩澤英明, 島田健也, 生天目博文, 谷口雅樹
Organizer
日本物理学会第67回年次大会
Place of Presentation
関西学院大学(大阪府)
Year and Date
2012-03-24
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