新2次元結晶 : 単層BNナノシートの創製とその場電気特性評価

新型二维晶体：单壁BN纳米片的创建和原位电性能评估

• 批准号: 09F09612
• 负责人: 板東 義雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09612/
• 关键词: 窒化ホウ素(BN); グラフェン; ナノシート; ナノリボン; 電気特性; 熱伝導性; 酸化亜鉛; 電界放射

最近、炭素の単層のナノシートとしてグラフェンに注目が集まっている。単層であるが故に、ユニークな電気的、機械的、光学的な性質が現れる。窒化ホウ素(BN)はグラファイトと同様の層状構造を有し、グラフェンと同様に単層のBNグラフェンが生成できうると予想される。本研究では、ソフト化学法と物理的剥離法を組み合わせて、BNナノシートを創製し、その原子構造や新規な特性を明らかにすることを目標としている。まず、数ミクロン径のBN粒子を強い極性溶媒であるDMF(dimethylformamide)中で遠心分離機で撹拌・剥離する方法で、BNのナノシートを作製した。生成したナノシートの厚みは2～10nmで、単層のナノシートの作製は極めて困難であった。このために、多層から成るBNナノチューブをポリマー中に包含し、アルゴンイオンによるプラズマエッチングによる新規な手法を用いて、多層のBN層を剥離し、単層もしくは数層から成るナノリボン状の形態をしたBNナノシートを作製することに成功した。グラフェンに対比して、我々は単層のBNナノリボンをWhite Grapheneと命名した。プラズマの照射条件により層厚みが変化し、最適なエッチング条件では単層のBNナノリボンが作製できることが明らかになった。単層の原子厚みは約0.5nm～1.0nmであった。この厚みはグラフェンの場合と類似していた。さらに、TEMによる原子構造の観察では、ナノリボンの表面エッジはジグザグ型の原子配列をとり、また内部には三角形状の格子欠陥が多数形成されていることが明らかになった。TEMに組み込んだSTM試料ホルダーを用いて、BNナノリボン単体の電流-電圧(I-V)特性の測定を行った。その結果、BNナノリボンは絶縁体でなく、半導体であることが明らかになった。この実験結果は理論結果ともよい一致を見た。また、Chemical Blowingと呼ばれる新規なCVD法でBNナノシートを創製した。本手法は数nm厚さのナノシートを大量に合成することに適しているが、単層のナノシートを作成することは困難であった。

Recently, the carbon layer has been concentrated in the middle of the world. The electrical, mechanical and optical properties of the layers are present. The BN structure is composed of the same layered structure and the same layered structure. This study aims to combine chemical and physical methods to create new atomic structures and properties. BN particles of various sizes are produced in a highly polar solvent such as DMF(dimethylformamide), a centrifugal separator, and a stirring and stripping method. The thickness of the film is 2~10nm, and the thickness of the film is extremely difficult to produce. The new method was successfully applied to the multi-layer BN layer stripping, single-layer BN layer stripping, multi-layer BN layer stripping, multi-layer BN layer stripping and multi-layer BN layer stripping. White Graphene is the name given to a single layer. The irradiation conditions are different, and the optimum irradiation conditions are different. The atomic thickness of each layer is about 0.5nm~1.0nm. This is a similar situation. In addition, TEM observation of the atomic structure of the surface of the film, the surface of the film, the atomic arrangement of the film, the interior of the film, the triangular lattice, the majority of the film. Measurement of current-voltage (I-V) characteristics of TEM and STM samples As a result, BN The results of this study are consistent with the theoretical results. Chemical Blowing and Chemical Blowing: New CVD Method This method is very difficult to synthesize in a large number of nm thick layers.

项目成果

Heteroepitaxial Growth of ZnO Nanorod Arrays on GaAs (111) Substrate by Electrochemical Deposition

GaAs(111)衬底上电化学沉积异质外延生长ZnO纳米棒阵列

• 发表时间: 2010
• 期刊: Eur.J.Inorg.Chem.
• 作者: Haibo Zeng;Yoshio Bando;Xijin Xu;Liang;Li;Tianyou Zhai;Xiaosheng Fang;Dmitri Golberg
• 通讯作者: Dmitri Golberg

Electrochemical Deposition of ZnO Nanowire Arrays : Organization, Doping, and Propertie

ZnO 纳米线阵列的电化学沉积：组织、掺杂和性能

• 发表时间: 2010
• 期刊: Sci.Adv.Mater.
• 作者: Haibo Zeng;Jingbiao Cui;Bingqiang Cao;Ursula Gibson;Yoshio Bando;Dmitri Golberg
• 通讯作者: Dmitri Golberg