巻物状カーボンナノチューブの合成と電気的特性評価

卷状碳纳米管的合成及电学表征

• 批准号: 10J08434
• 负责人: 東城 友都
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08434/
• 关键词: 巻物状カーボンナノチューブ; 弱局在; リチウムイオン二次電池; 電気二重層キャパシタ; グラファイト層間化合物; 高温熱処理; 露出エッジ; ポリマー化剥離法; イソプロピルアルコール; 孤立化; エッジ状態

本年度の研究では、巻物状カーボンナノチューブ(巻物状CNT)の特質の有用性を示すと共に巻物状CNTの応用分野拡大を目指すために、単一およびバルクの巻物状CNTの電子的・磁気的・電気化学的特性の評価を行なった。20K以下の極低温時における巻物状CNTの温度-磁気抵抗率特性の測定から、ゼロ磁場近傍に二次元構造のグラフェンと同様の電子の弱局在(WL)現象が観測され、巻物状CNTは他の一次元構造とは異なる電子状態にあることが示唆された。この際、巻物状CNTの結晶性向上のために施した熱処理の温度によって、WL現象の発現・消失が確認されたため、熱処理温度によってWL現象の発現条件を制御できることが推察された。これにより巻物状CNTの磁気デバイスへの応用が期待された。密度汎関数法および非平衡グリーン関数法に基づく科学計算において、巻物状CNTは層間の電子相互作用により常に金属的な性質を示すことが予測された。また巻物状CNTでは巻き数よりも層間距離やエッジ構造に依存してコンダクタンスが変化することが判明した。巻物状CNTをリチウムイオン二次電池(LIB)の負極に応用した際、同一次元構造体の同軸状CNTに類似した充放電曲線となったが、巻物状CNTの特異構造に由来して、同軸状CNTやグラファイトといった炭素材料よりも大充放電容量が得られることが明らかとなった。そのため、巻物状CNTは今後のLIB応用の要になることが期待された。また電気二重層キャパシタ応用時には、電極表面で酸化還元反応が生じ、擬似容量が確認された。このため、擬似容量を利用したレドッグスキャパシタへの応用展開が期待された。

This year's research shows the usefulness of the properties of the complex CNT and the evaluation of the electronic, magnetic, and electrochemical properties of the complex CNT. Measurement of Temperature-Magnetic Resistivity Characteristics of Polycrystalline CNT at Cryogenic Temperature Below 20K. Measurement of Weak Local Presence (WL) Phenomena of Polycrystalline CNT and Other Polycrystalline Structures in Near Magnetic Field In this case, the crystallization of CNT in the form of crystals is upward, and the occurrence and disappearance of WL phenomenon are confirmed. The occurrence conditions of WL phenomenon are controlled by the temperature of heat treatment. This is the first time that the magnetic field of CNT has been used. Density-dependent numerical methods and nonequilibrium numerical methods are used to predict the properties of metals based on scientific calculations and electron interactions between layers of material-like CNTs. The number of layers in the CNT structure depends on the number of layers in the CNT structure. When the electrodes of a secondary battery (LIB) are used, coaxial CNTs of the same dimensional structure are similar to charge-discharge curves, and special structures of multi-dimensional CNTs are derived from coaxial CNTs. Carbon materials have large charge-discharge capacity. The CNTs are expected to be used in the future. When the electrode surface is acidified, the electrode surface is acidified, and the pseudo-capacity is confirmed. This is the first time I've ever seen a woman.

项目成果

Highly Conductive One-Dimensional Manganese Oxide Wires by Coating with Graphene Oxides.

涂覆氧化石墨烯的高导电一维氧化锰线。

• DOI: 10.1143/apex.5.105001
• 发表时间: 2012
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Tomohiro Tojo;Masaki Shinohara;Kazunori Fujisawa;Hiroyuki Muramatsu;Takuya Hayashi;Yoong Ahm Kim;and Morinobu Endo.
• 通讯作者: and Morinobu Endo.

Temperature Dependent Magneto-Resistance of Bulk Carbon Nanoscrolls Heat-Treated at High Temeratures.

高温热处理的块状碳纳米卷的温度依赖性磁阻。

• 发表时间: 2012
• 作者: Tomohiro Tojo;Masaki Shinohara;Kazunori Fujisawa;Hiroyuki Muramatsu;Takuya Hayashi;Yoong Ahm Kim;and Morinobu Endo.;東城友都;Tomohiro Tojo
• 通讯作者: Tomohiro Tojo

Controlled interlayer spacing of scrolled reduced graphene nanotubes by thermal annealing.

通过热退火控制滚动还原石墨烯纳米管的层间距。

• DOI: 10.1039/c3ra22976a
• 发表时间: 2013
• 期刊: RSC Advances
• 影响因子: 3.9
• 作者: Tomohiro Tojo;Kazunori Fujisawa;Hiroyuki Muramatsu;Takuya Hayashi;Yoong Ahm Kim;Morinobu Endo;Mauricio Terrones;and Mildred S. Dresselhaus.
• 通讯作者: and Mildred S. Dresselhaus.

巻物状カーボンナノチューブのカイラルおよび巻数の変化による電気伝導特性の解析.

分析由于缠绕碳纳米管的手性和匝数变化而导致的导电性能。

• 发表时间: 2012
• 作者: Tomohiro Tojo;Masaki Shinohara;Kazunori Fujisawa;Hiroyuki Muramatsu;Takuya Hayashi;Yoong Ahm Kim;and Morinobu Endo.;東城友都
• 通讯作者: 東城友都

Purification and structural evolution of carbon nanoscrolls by heat treatment

热处理碳纳米卷的纯化和结构演化

• DOI: 10.7209/tanso.2012.231
• 发表时间: 2012
• 期刊: TANSO
• 作者: 東城友都;徳武輝征;小宮山啓太;金隆岩;林卓哉.
• 通讯作者: 林卓哉.