Creation and application of perfect structure carbon nanotubes

完美结构碳纳米管的制备及应用

• 批准号: 20H05668
• 负责人: 片浦 弘道
• 金额: $ 125.88万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-08-31 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05668/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 欠陥分析; 欠陥修復; 低欠陥合成; 欠陥制御; 構造分離; 高移動度

本研究課題は、単層カーボンナノチューブ（SWCNT）を欠陥密度の違いで分離する新技術を基盤として、構造が厳密に定義された欠陥の無い「完全構造SWCNT」を創出し、その応用展開を目指すことを目的としている。今年度は中心的課題である欠陥修復に向けた取り組みを行った。まず、ラマン散乱測定以外の欠陥評価手法が必要だとの中間審査コメントに従い、高温下の各種雰囲気中でSWCNTシートの電気抵抗を測定する、新たな装置を作製した。欠陥が修復されれば、欠陥による電子散乱が抑制され、電気抵抗の減少となって観測される。これは、欠陥分離の結果からも確認されている。さらに、試料間での測定値のばらつきを抑えるため、大量のSWCNT試料を十分に均一化した後に成膜した試料を準備した。これらを用いて、各種条件の下でSWCNTの抵抗の変化を調べたところ、SWCNTには高温でないと除去できない未知の不純物が多く含まれていることが明らかになった。それらの不純物をすべて取り除いて、正味の抵抗変化を調べたところ、すべての処理条件で抵抗が増加し、欠陥が増えてしまうことがわかった。雰囲気の調整や有機物の導入などで、ほんのわずか混入する酸素が欠陥導入につながっていると思われ、その欠陥導入を超える欠陥修復は困難であるというのが現時点の結論である。SWCNTの構造分離技術にも進展があり、高純度の(7,7)型金属SWCNTの分離が可能となった。このSWCNTは、E11吸収が波長505nmにあり、Arレーザーを用いる事により、共鳴ラマン散乱の測定が可能であった。その結果、欠陥由来のD-bandにも通常の共鳴効果が顕著に観測されることが初めて明らかとなった。これは、欠陥の指標であるラマンのG/D比が、SWCNTでもグラフェンと同様に取り扱えることを示しており、G/Dが１００を超えるSWCNTは低欠陥として取り扱えることを示唆する。

This research topic is to create a new technology for the separation of single layer SWCNT (SWCNT) with low density and low density, and to define the structure of SWCNT with high density and low density. This year's central task is to repair the damage caused by the accident. The method for evaluating the electrical resistance of SWCNT in various environments other than scattering measurement is necessary. In addition, the electronic scattering suppression and the reduction of electrical resistance can be detected in the following ways: The result of the separation is confirmed. A large number of SWCNT samples were prepared after film formation and homogenization. The resistance of SWCNT under various conditions can be adjusted to high temperature, and unknown impurities can be removed. All impurities are removed, and the resistance of the positive taste is adjusted. The treatment conditions are increased, and the resistance is decreased. The adjustment of organic matter introduction, mixing, acid introduction, lack of repair, difficulty, and conclusion of the present point. The structural separation technology of SWCNT is progressing rapidly, and the separation of (7,7)-type metal SWCNT with high purity is possible. SWCNT, E11 absorption wavelength of 505nm, Ar ~(2 +)~(2 + As a result, the D-band of the origin of the defect usually resonates with the original defect. The G/D ratio of SWCNT is lower than that of G/D ratio of SWCNT, which is lower than that of G/D ratio of SWCNT.

项目成果

Resonance Raman scattering of Single-Chirality Single-Wall Carbon Nanotubes

单手性单壁碳纳米管的共振拉曼散射

• 发表时间: 2022
• 作者: 山口 達也;山原 弘靖;田畑 仁;関 宗俊;Hiromichi Kataura
• 通讯作者: Hiromichi Kataura

単一カイラリティー金属型カーボンナノチューブの分離

单手性金属碳纳米管的分离

• 发表时间: 2022
• 作者: 片浦弘道;都築真由美;田中丈士
• 通讯作者: 田中丈士

Carrier doping effect of fluoro-sumanenes on carbon nanotube

氟苏曼烯对碳纳米管的载流子掺杂效应

• 发表时间: 2023
• 作者: Takumi Nakano;Haruki Uchiyama;Yumi Yakiyama;Hidehiro Sakurai;Yanlin Gao;Mina Maruyama;Susumu Okada;Hiromichi Kataura;Yutaka Ohno
• 通讯作者: Yutaka Ohno

Carbon nanotube-dependent synthesis of armchair graphene nanoribbons

扶手椅石墨烯纳米带的碳纳米管依赖性合成

• DOI: 10.1007/s12274-021-3819-8
• 发表时间: 2021-09-16
• 期刊: NANO RESEARCH
• 影响因子: 9.9
• 作者: Zhang, Yifan;Cao, Kecheng;Shi, Lei
• 通讯作者: Shi, Lei

Photoluminescence of metallic single-walled carbon nanotubes: Role of interband and intraband transitions

金属单壁碳纳米管的光致发光：带间和带内跃迁的作用

• DOI: 10.1103/physrevb.106.045421
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Koyama Takeshi;Umewaki Nobuki;Saito Kensuke;Tatsuno Tomoki;Fujisaki Akira;Miyata Yasumitsu;Kataura Hiromichi;Kishida Hideo
• 通讯作者: Kishida Hideo