【研究領域課題番号】20K20348 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

単層カーボンナノチューブ / CNT / 化学気相成長法 / CVD / 同位体ラベリング / 透過型電子顕微鏡 / 分子動力学法 / ナノテクノロジー / カーボンナノチューブ / 成長メカニズム / 分子動力学 / ラマン散乱分光法

【研究成果の概要】

同位体ラベリング手法を用いた単一単層CNTの成長時間変化の観察手法を確立し，触媒還元，水蒸気処理，アセチレン添加などの単層CNTの成長開始時間遅延と成長速度への影響を単一単層CNTレベルで明らかとした．さらにシリコン基板の微細加工により作製したTEMグリッドを用いた透過型電子顕微鏡（TEM）による触媒金属と単層CNTの観察および分子動力学（MD）法による単層CNT成長のシミュレーションを組み合わせて，単層CNTのジグザグ端の構造安定性に基づくカイラリティ決定機構を議論することができた．

【研究の社会的意義】

単層カーボンナノチューブ（単層CNT）の構造は直径・巻き方（カイラリティ）・長さなどにより規定される．単層CNTの性質は1本ごとの構造の違いに大きく影響を受けるという特徴を持つことから，次世代の電界効果トランジスターなどの様々な応用の実現に向けては各用途に適した構造の単層CNTを選択的に合成することが求められている．単一単層CNTの成長分析によって，単層CNTの原子スケールでの成長機構解明および構造制御合成の実現に向け大きな学術的な進展が見られた．この結果，単層CNTをチャネルとする次世代の電界効果トランジスターの実現に近づいたと考えられる．

【研究種目】挑戦的研究(開拓)

【研究期間】2020-04-01 - 2021-03-31

【配分額】26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)