その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ材料の形成機構・新規特性解明

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カーボンナノチューブやカルビンなどの一次元カーボンナノ物質は、その構造に起因して特異な電気的、力学的、光学的特性を発現することが期待されている。このようなナノスケールで構造が制御されている一次元カーボンナノ物質の物理的特性は、物質個々の構造の違いに応じて敏感に変化するため、その特性の本質を明らかにしようとする研究では、物質の集合体を用いた統計的な評価だけでなく、物質個々の構造と物性を対応させて評価を行うことが求められる。しかしながら、一次元カーボンナノ物質個々の大きさは、ナノメートルオーダーと極めて小さいことから、これまで一次元カーボンナノ物質個々の構造と対応させて特異な特性を直接解明しようとする実験的研究は限られてきた。そこで本研究では、原子レベルの分解能で一次元カーボンナノ物質の構造を観察でき、かつ電流や電圧、光などの物理量の変化をその場で同時に測定できるその場透過電子顕微鏡法による構造・物性研究の基盤を確立し、一次元カーボンナノ物質の特異な特性を実験的に解明することを目指す。本年度、年度途中での所属研究機関の変更にともない、本研究課題を遂行するために必須の主要装置である透過電子顕微鏡や関連装置を移設し、実験環境を整えることに注力した。移設後、高分解能透過電子顕微鏡法により原子レベルの空間分解能でナノ物質を観察できることを検証し、その場透過電子顕微鏡法による観察・計測技術を確立するための検討を行った。今後、研究環境を整備しつつ、その場透過電子顕微鏡法による一次元カーボンナノ物質の観察・計測技術を早急に確立し、本研究課題を遂行する。