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垂直配向単層カーボンナノチューブの電子・熱物性

垂直排列单壁碳纳米管的电子和热性能

基本信息

批准号：
07F07101
负责人：
丸山茂夫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

アルコール触媒気相堆積法(Alcohol catalyti chemical vapor deposition,ACCVD)により合成した垂直配向単層カーボンナノチューブ膜(single-walled carbon nanotube,SWNT)は高品質かつ広い直径分布を持ち,様々な応用が期待される.また,垂直配向のメカニズムとであるために,ナノチューブのバンドルが少なく,孤立ナノチューブに近い性質が期待されている.本研究では,このような垂直配向膜の合成および電子・熱物性を光学的に評価することを目的として,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の成長過程及び光学特性を検討した.成長過程に関しては,光吸収・ラマン散乱分光法及び走査型・透過電子顕微鏡法を総合して成長モデル化を行った.また,分光法に加えて,垂直配向SWNT膜の特性を検討するために,X線散乱と電子エネルギー損失分光法も試みた.さらに,熱的安定性を評価するためにレーザーの吸収を用いた計測法を開発し,従来の熱重量分析法と比較した.これらの成果として垂直配向SWNT膜の成長メカニズムの理解が相当に進んだ.特に,成長反応に対する炭素源のエタノールの熱分解又はSWNT膜内拡散の影響が明らかとなった.また,その場測定により成長速度の計測を行う手法を確立し,同位体標識された合成で,成長中に触媒粒子が基板上に留まることを明らかにした.さらに,透過電子顕微鏡観察により垂直配向SWNT膜の内部構造を検査し,熱や光物性との相関を解明した.膜内の密度及びナノチューブ束の増大に従ってSWNT膜の熱安定性が悪化する.一方,束のサイズが小さく密度が小さいために興味深い光特性を表す.膜全体の物性はおおよそ構成SWNTの一次元性によって決定される.ナノチューブの軸方向に分散的なプラズモンとナノチューブ軸に対して垂直の非分散的な光吸収的な特徴が同時に存在することが膜全体の一次元的な特性を表すことを明らかとした.

Alcohol catalytic chemical vapor deposition (ACCVD) is used to synthesize vertically aligned monolayer films (SWNT). SWNT films are expected to be of high quality with a diameter distribution of 100 nm. For example, the vertical alignment of the film can be described as: In this study, the synthesis, electronic and thermal properties and optical properties of vertically aligned films were investigated. The growth process is related to the integration of optical absorption, scattering spectroscopy, and electron microscopy. The characteristics of vertically aligned SWNT films were investigated by spectroscopic method, and X-ray scattered electron generation and loss spectroscopic method were tested. In this paper, thermal stability evaluation, absorption measurement and comparison of thermal gravimetric analysis. The results of this research are very important for understanding the growth of vertically aligned SWNT films. In particular, the thermal decomposition of carbon sources in the growth reaction and the dispersion in SWNT films are clearly affected. The method of measuring the growth rate was established, the isotope identification was synthesized, and the growth catalyst particles were left on the substrate. The internal structure of vertically aligned SWNT films was investigated by electron microscopy, and the correlation between thermal and optical properties was clarified. The thermal stability of SWNT films decreases with the increase of density and thermal stability of SWNT films. A square, beam and small density, interesting and deep light characteristics. The physical properties of the whole membrane are determined by the one-dimensional properties of SWNT. The characteristics of light absorption in the direction of the axis of the film are dispersed, and the characteristics of light absorption in the direction of the axis are dispersed.

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）

Revealing the Small-Bundle Internal Structure of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Films

揭示垂直排列单壁碳纳米管薄膜的小束内部结构

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys. Chem. C 111
影响因子：
0
作者：
E. Einarsson;H. Shiozawa;C. Kramberger;M. H. Ruemmeli;A. Gruneis;T. Pichler;S. Maruyama
通讯作者：
S. Maruyama

Loss-spectroscopy on sparse arrays of aligned carbon nanotubes

排列碳纳米管稀疏阵列的损耗光谱

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
phys. stat. sol. (b) vol. 245, no. 10
影响因子：
0
作者：
C. Kramberger;M. Rummeli;M. Knupfer;J. Fink;B. Buchner;E. Einarsson;S. Maruyama;T. Pichler
通讯作者：
T. Pichler

Direct observation of transition from Tomonaga-Luttinger liquid states to superconductive phase in carbon nanotubes

直接观察碳纳米管从Tomonaga-Luttinger液态到超导相的转变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Physica (E 40/7)
影响因子：
0
作者：
M.Matsudaira;J.Haruyama;H.Karino;N.Murata;Y.Yagi;E.Einarson;S.Maruyama;N.Kishi;T.Sugai;H.Shinohara
通讯作者：
H.Shinohara

Anisotropy in the X-ray absorption of vertically aligned single wall carbon nanotubes

垂直排列单壁碳纳米管X射线吸收的各向异性

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
phys. stat. sol. (b) 244
影响因子：
0
作者：
C. Kramberger;H. Shiozawa;H. Rauf;A. Gruneis;M. H. Rummeli;T. Pichler;B. Buchner;D. Batchelor;E. Einarsson;S. Maruyama
通讯作者：
S. Maruyama

Acetylene-Accelerated Alcohol Catalytic CVD Growth of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes,

乙炔加速醇催化 CVD 生长垂直排列单壁碳纳米管，