酸化グラフェンへのＶＵＶアシスト化学ドーピングによる発光機能発現の研究

真空紫外辅助化学掺杂氧化石墨烯发光功能表达研究

• 批准号: 16J10757
• 负责人: 屠 宇迪
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10757/
• 关键词: 酸化グラフェン; グラフェン; 電流計測原子間力顕微鏡; 真空紫外光; オプトエレクトロニクス; 光検出器; フォトルミネッセンス; 発光トランジスタ; エレクトロルミネッセンス

本申請課題では，これまでに培った酸化グラフェン（GO）の真空紫外（VUV）光還元技術を踏まえて，GOの化学・光化学修飾により，GOの光電気特性を研究するとともに，GOの構造や電気伝導などに関する学術基盤に寄与することを目的とする．VUV光を基盤とするGOの微細加工・電子物性制御・機能化技術の開発およびデバイスへの応用と展開する．本年度は以下の2つの研究を遂行した．（1）光電気化学や光触媒反応において有望な基板材料であるシリコンは，酸化環境で容易に表面酸化膜が形成し，絶縁となる．この酸化を防止するために，GOを水素終端化シリコン（H-Si）基板表面に担持した．さらに，VUV光またはUV光を照射することでGOを還元した．XPS元素分析によりGOの光還元メカニズムを解明した．さらに，電流計測原子間力顕微鏡（CAFM）によりGO還元体（rGO）の被覆したH-Si領域が導電性を持つことを確認し，rGOの酸化防止効果を証明した．（2）グラフェン光検出デバイスは高速応答特性及び広い応答範囲を有するため，相関研究が盛んでいる．当研究では，グラフェンの代わりにrGOと金ナノ粒子（AuNPs）の複合体をチャネル材料として用い，AuNPsの局所表面プラズモン共鳴により，可視光領域での高いネガティヴ光応答性を有する光検出デバイスを開発した．以上の研究は論文２報投稿した．加えて，CAFMによるGO・rGOの電気特性評価についても論文１報投稿した．

考虑到迄今为止，该应用程序旨在研究GO通过化学和光化学修饰的光电特性，并考虑到迄今为止开发的真空紫外线（VUV）光递增技术，并为GO结构和电气传导的学术基础做出了贡献。基于VUV光以及对设备的应用，GO的微加工，电子物理特性控制和功能化技术的开发。今年，我们进行了两项研究：（1）硅是一种在光电化学和光催化反应中有希望的底物材料，可以在氧化环境中轻松形成表面氧化物膜并变得绝缘。为了防止这种氧化，将GO携带在氢末端硅（H-SI）底物的表面上。此外，通过辐照VUV的光或紫外线来减少GO。通过XPS元素分析阐明了GO的光递减机制。此外，通过电流测量的原子力显微镜（CAFM）证实了被GO还原体（RGO）覆盖的H-SI区域，并证明了RGO的抗氧化作用。 （2）由于石墨烯光调整设备具有高速响应特征和较宽的响应范围，因此相关研究变得越来越流行。在这项研究中，我们将RGO和金纳米颗粒（AUNP）的复合材料代替，用作通道材料，并且通过AUNP的局部表面等离子体共振，我们开发了一个光电探测器设备，在可见光的光区中具有高负光响应。已提交了两篇论文进行上述研究。此外，使用CAFM对GO和RGO的电气特性的评估也提交了论文。

项目成果

酸化グラフェンの熱アシスト光還元

氧化石墨烯的热辅助光还原

• 发表时间: 2016
• 作者: Tu Yudi;Utsunomiya Toru;Ichii Takashi;Sugimura Hiroyuki;屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之
• 通讯作者: 屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之

High-resolution patterning of graphene oxide on Si substrate by vacuum-ultraviolet photoreduction

通过真空紫外光还原在硅衬底上形成氧化石墨烯的高分辨率图案

• 发表时间: 2017
• 作者: Yudi Tu;Toru Utsunomiya;Takashi Ichii;and Hiroyuki Sugimura;屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之;Yudi Tu，Toru Utsunomiya，Takashi Ichii，Hiroyuki Sugimura
• 通讯作者: Yudi Tu，Toru Utsunomiya，Takashi Ichii，Hiroyuki Sugimura

厚さ低減=還元? 酸化グラフェンの構造に関する新たな知見

厚度减薄=氧化石墨烯结构新认识？

• 发表时间: 2017
• 作者: Yudi Tu;Toru Utsunomiya;Takashi Ichii;and Hiroyuki Sugimura;屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之
• 通讯作者: 屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之

Fabrication of reduced graphene oxide micro patterns by vacuum-ultraviolet irradiation: From chemical and structural evolution to improving patterning precision by light collimation

• DOI: 10.1016/j.carbon.2017.04.008
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Carbon
• 影响因子: 10.9
• 作者: Y. Tu;H. Nakamoto;T. Ichii;T. Utsunomiya;O. P. Khatri;H. Sugimura

KMnO4/H+二次酸化による酸化グラフェンの蛍光増強

KMnO4/H+二次氧化增强氧化石墨烯的荧光

• 发表时间: 2016
• 作者: Tu Yudi;Utsunomiya Toru;Ichii Takashi;Sugimura Hiroyuki;屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之;Yudi Tu，Toru Utsunomiya，Takashi Ichii，Hiroyuki Sugimura;屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之
• 通讯作者: 屠宇迪，宇都宮徹，一井崇，杉村博之