圧電ナノワイヤーアレイの作製と発電特性

压电纳米线阵列的制备及发电性能

• 批准号: 09F09040
• 负责人: 彌田 智一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09040/
• 关键词: ブロックコポリマー; 圧電特性; ナノワイヤーアレイ

本研究の目的は、機械的エネルギーから電気エネルギーへの高変換効率を可能とするナノジェネレータの開発、およびブロックコポリマーテンプレートプロセスによる、圧電特性をする超高密度ナノワイヤーアレイ(PCNAs)フィルムの創製と、ナノジェネレータとしての圧電特性の評価である。本年度は、超高密度ナノワイヤーアレイ(PCNAs)フィルムの創製のため、さまざまな酸化物のナノワイヤーアレイの作製およびロッドの直径や長さなどの制御の検討・最適化を目的とした。ブロックコポリマーテンプレート法にゾルーゲルプロセスを融合することにより、超高密度ナノワイヤーアレイ(SiO_2,TiO_2,など)、特に、Ta_2O_5圧電ナノワイヤーアレイを作製することに成功した。また、本研究の目的とするナノジェネレータの作製に重要な上部ナノ電極を設計することに成功した。さらに、用いている液晶性ブロックコポリマーの重合度制御、組成比制御により、可変なナノワイヤーアレイのシリンダー直径、高さ、および密度と、電流や電圧出力などの電気特性など、その相関関係を検討した。また、より超長ナノワイヤーアレイの創製のために、まず、濾過法でブロックコポリマーのミクロ相分離薄膜による水平シリンダー型を作製した。次に、このようなミクロ相分離薄膜テンプレートにより超長ナノワイヤーアレイ(SiO_2,TiO_2,Ta_2O_5など)を作製した。これにより、ブロックコポリマーの合成及び、ナノジェネレータ開発手法ヘフィードバックし、高変換効率な機械的エネルギー-電気エネルギー変換の実現を目指すことができた。

这项研究的目的是开发纳米生成剂，从机械能到电能，并使用块共聚物模板过程产生具有压电性能的超高密度纳米线阵列（PCNAS）膜，并评估纳米生成剂的压电性能。今年，为了创建超高密度纳米线阵列（PCNAS）膜，其目的是研究和优化各种氧化物的纳米线阵列的制造，以及对杆直径和长度的控制。通过将SOL-GEL过程与块共聚物模板方法融合，我们已经成功制造了超高密度纳米线阵列（SIO_2，TIO_2等），特别是TA_2O_2O_5 PiezoElectric纳米线阵列。此外，我们成功地设计了上纳米电极，这对于制造纳米生成剂很重要，这是这项研究的目标。此外，通过控制所使用的液晶块共聚物的聚合程度和组成比，检查了可变纳米线阵列缸直径，高度和密度之间的相关性，以及电流和电压输出等电气特性。此外，为了创建一个更超长的纳米线阵列，首先使用块共聚物的微小化合物分离薄膜进行过滤制备水平圆柱体类型。接下来，使用此类Microphase分离薄膜模板制备了超长的纳米线阵列（SIO_2，TIO_2，TA_2O_5等）。这使我们能够恢复块共聚物和纳米生成器开发方法的合成，并旨在实现高转化效率机械能电振动的转化。

项目成果

Orientation Control of Hexagonal Cylinder Phase in Amphiphilic Liquid Crystalline Block Copolymer Thin Films : Out-of-Plane and In-Plain Silica Nano-Rod Array

两亲性液晶嵌段共聚物薄膜中六角柱相的取向控制：面外和面内二氧化硅纳米棒阵列

• 发表时间: 2009
• 作者: Naomi Misawa;A.K.M.Kafi;Mitsuru Hattori;Kenji Miura;Kenji Masuda;Takeaki Ozawa;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin
• 通讯作者: Zhao Yongbin

Perpendicular and Parallel Aligned Oxide Nanowire Arrays by Block Copolymer Templating Processes

通过嵌段共聚物模板工艺实现垂直和平行排列的氧化物纳米线阵列

• 发表时间: 2010
• 作者: Tao Liu;Yan-Juan Zhang;S.Kanegawa;O.Sato;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin
• 通讯作者: Zhao Yongbin

Preparation of perpendicularly oriented silica nanorod arrays on large scale from block copolymer films

嵌段共聚物薄膜大规模制备垂直取向二氧化硅纳米棒阵列

• 发表时间: 2009
• 作者: Naomi Misawa;A.K.M.Kafi;Mitsuru Hattori;Kenji Miura;Kenji Masuda;Takeaki Ozawa;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin
• 通讯作者: Zhao Yongbin

側鎖液晶型ブロック共重合体薄膜による垂直および水平シリンダー型の作製と構造的な転写

使用侧链液晶型嵌段共聚物薄膜制造和结构转移垂直和水平圆柱体形状

• 发表时间: 2010
• 作者: Naomi Misawa;A.K.M.Kafi;Mitsuru Hattori;Kenji Miura;Kenji Masuda;Takeaki Ozawa;Zhao Yongbin
• 通讯作者: Zhao Yongbin

Amphiphilic Liquid Cryatalline Block Copolymer Film with Out-of-Plane and In-Plane Cylindrical Domains

具有面外和面内圆柱域的两亲液晶嵌段共聚物薄膜

• 发表时间: 2009
• 作者: Naomi Misawa;A.K.M.Kafi;Mitsuru Hattori;Kenji Miura;Kenji Masuda;Takeaki Ozawa;Zhao Yongbin;Zhao Yongbin
• 通讯作者: Zhao Yongbin