2008 Fiscal Year Annual Research Report
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19350105
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| Research Institution | Toyota Central R&D Lab., Inc. |
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Principal Investigator |
中野 秀之 Toyota Central R&D Lab., Inc., 先端研究センターフロンティア研究部門・中野研究グループ, リーダ主任研究員 (10253113)
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| Keywords | ナノシート / シリコン / 蓄電デバイス / 単分子膜 / 自己組織 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、半導体ナノシート(特にシリコンナノシート)をナノ構造材料として用いた、高効率の光エネルギー交換、貯蓄機能デバイスの実用化である。具体的には、この独自の2次元ナノ物質を用いて、これらを自己組織化反応を活用して階層的もしくは傾斜的に集積する技術、機能性分子などと精密にナノ接合する技術の確立を目指している。平成20年度は本研究での新規シリコンナノシートの探索する過程で見出した有機化シリコンナノシートについて更に研究を進め、有機基が1級アミノ基(炭素数n=4〜16)、フェニル基、メチル基で修飾されたシリコンナノシートの合成に成功した。
1級アミノ基で修飾したシリコンナノシートは、ディップコートによりシリコン層とアミノ基が基板に対して平行に積層する現象をAFMおよびXRDにより見出した。また、この材料は、ヘキサン溶液中で均一なコロイド状態となるが、溶媒組成の最適化によりゲル状の高次構造を形成する現象も見出した。
フェニル基で修飾したナノシートの粉末XRDによるRietveld解析を行った結果、ダイヤモンド型構造のシリコン(111)面を切り出したシリコン副格子をII-IIスタッキングしたベンゼンて終端した構造であることを見出した。
さらに、修飾有機基の密度を制御した多様な有機化シリコンナノシートが合成できる事を明らかにし、その蓄電性能の評価を開始した。リチウムイオン電池の負極材料としての検討を開始し、炭素材料の10倍にあたる3000mAh/gの大容量を可逆的に取り出すことが可能な材料系を見出した。継続して修飾基と逐電性能に関する詳細な検討を行う。
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