Fabrication and characterization of novel nano-materials using one- and two-dimentional reaction fields

使用一维和二维反应场制造和表征新型纳米材料

基本信息

批准号：
16H06350
负责人：
篠原久典
金额：
$ 90.02万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-05-31 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06350/
关键词：
グラフェンピーポットカーボンナノチューブ電子顕微鏡ナノ構造ピーポッドナノリボンナノワイヤグラフェンナノリボンラーマン分光高温熱処理ジブロモビアントリレンナノチューブナノ材料フラーレン複合材料・物性マイクロ・ナノデバイス

项目摘要

前年度に合成した極小幅のグラフェンナノリボン(GNR)について、カーボンナノチューブ(CNT)内部からの抽出に取り組んだ。様々な条件を検討したところ、GNR内包CNTの分散液をオゾン処理することで、GNRが選択的に得られることを、ラマンスペクトルにより確認した。現在はこの物質の物性測定に向けてGNRの分散およびデバイス作製に向けた条件探索を行っている。また、当初の計画にはなかったが、水素結合を利用することで従来はCNTに内包することが出来なかった分子を内包することに成功した。ジアマンタンというsp3炭素骨格からなる分子はパイ-パイ相互作用が期待できないことから、通常はCNTへの内包は困難である。しかし、両端をヒドロキシメチル基で修飾することでCNTの内部に密に内包できることが、電子顕微鏡観察および各種スペクトル測定から明らかとなった。また、グラフェン層間の空間を新たに利用することで、カーボンナノチューブの1次元空間とは異なった新たな物質創製が可能となる。昨年度は、グラフェン層間空間を有効に利用するために必要となる高結晶性のグラフェンを得るため、銅を基板とするグラフェンの化学気相成長法による結晶成長の条件を検討した。この結果、水素が過剰な条件では多結晶グラフェンの結晶グレインに強固な結合が形成され、丈夫な多結晶シートとなることがわかった。これを用いてグラフェン層間に様々な物質を挿入したところ、予備的な結果ではあるものの液体状の水から常温で氷となっているものまでを観察することに成功した。また、ヨウ化銀を内包させたところ、常温常圧では安定相ではないアルファ相が生成していることが明らかとなった。これは、グラフェン層間空間における高圧効果が重要な役割を果たしていると考えられる。今後、空間的な制限に加えて、圧力効果を用いることで、新奇な物質を創製することができると考えられる。

我们致力于从碳纳米管（CNT）内部提取去年合成的超小型石墨烯纳米带（GNR）。在检查了各种条件后，我们通过拉曼光谱证实，通过对含有 GNR 的 CNT 分散体进行臭氧处理可以选择性地获得 GNR。目前，我们正在寻找分散GNR的条件和制造装置，以测量这种材料的物理性能。此外，虽然这不在最初的计划中，但通过利用氢键，他们成功地封装了过去无法封装在碳纳米管中的分子。金刚烷是一种由 sp3 碳骨架组成的分子，不能期望表现出 pi-pi 相互作用，因此通常很难将其纳入碳纳米管中。然而，电子显微镜和各种光谱测量表明，通过用羟甲基修饰两端，碳纳米管可以紧密地封装在碳纳米管内部。此外，通过重新利用石墨烯层之间的空间，可以创造出与碳纳米管的一维空间不同的新材料。去年，为了获得有效利用石墨烯层之间的空间所必需的高度结晶的石墨烯，我们研究了使用铜作为基材的化学气相沉积石墨烯的晶体生长条件。结果表明，在氢过量的条件下，多晶石墨烯的晶粒中会形成牢固的键，从而形成耐用的多晶片。利用这种方法在石墨烯层之间插入各种物质，他们成功地观察到了室温下从液态水到冰的一切，尽管这些只是初步结果。此外，当封装碘化银时，发现形成了在室温和压力下不是稳定相的α相。人们认为石墨烯层间空间中的高压效应在其中起着重要作用。未来，人们认为除了空间限制之外，还可以利用压力效应来创造新型材料。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Efficient Separation of Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubesby Surfactant-

通过表面活性剂有效分离半导体单壁碳纳米管-

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
B.Thendie et al.
通讯作者：
B.Thendie et al.

One-dimensional structures of chalcogens and chalcogenides formed inside carbon nanotubes

碳纳米管内形成的硫族元素和硫族化物的一维结构

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yusuke Nakanishi
通讯作者：
Yusuke Nakanishi

六方晶窒化ホウ素基板を用いた遷移金属ダイカルコゲナイド原子層の分子線エピタキシー成長とその評価

六方氮化硼衬底过渡金属二硫族化物原子层的分子束外延生长及其评价

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
堀田貴都;徳田拓人;渡邊賢司;谷口尚;篠原久典;北浦良
通讯作者：
北浦良

Direct and Indirect Interlayer Excitons in a van der Waals Heterostructure of hBN/WS2/MoS2/hBN

hBN/WS2/MoS2/hBN 范德华异质结构中的直接和间接层间激子

DOI：
10.1021/acsnano.7b08253
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
17.1
作者：
Okada M; Kutana A; Kureishi Y; Kobayashi Y; Saito Y; Saito T; Watanabe K; Taniguchi T; Gupta S; Miyata Y; Yakobson BI; Shinohara H; Kitaura R
通讯作者：
Kitaura R

Thermal Condictivity of M@C82 [M=Dy, Gd] Thin Films

M@C82 [M=Dy, Gd] 薄膜的热导率