Fabrication of Oriented Carbon Nanowire Arrays via Solid-State Polymerization in Ultrafine Nanospaces

配向ナノワイヤは、一次元ナノ細線が同一方向に揃った構造であり、ナノスケールの一次元異方性を損なうことなくマクロスケールで発現する、巨視配向を有する鍵構造である。しかし、高度に垂直配向した有機ナノワイヤを、所望のアスペクト比・数密度で形成する手法の報告は国内外含め存在せず、唯一例のある結晶成長法は、可能な有機物の種類が極めて限定的であるばかりか、その径は小さいものでも100 nmに達してしまいナノワイヤと呼ぶには大きな構造体であった。 研究代表者らは、有機低分子薄膜を出発原料とし、垂直照射された高エネルギー粒子線の粒子が薄膜を通過する際の飛跡内での固相重合により、“粒子線を構成する高エネルギー荷電粒子の1個あたり1本のナノワイヤを創る”という独創的な手法を用い、ナノワイヤ数密度を完全制御した。出発原料薄膜の厚さがナノワイ ヤ長に対応するため、長さも均一かつ完全制御している。前年度には、重合後に薄膜の未照射部位の低分子を“昇華”し、全てのナノワイヤを直立(垂直配向)させたまま単離する手法を確立した。今年度は、ヘテロジャンクションを形成するナノワイヤの構築をおこなった。二層膜あるいはそれ以上の多層膜を出発原料とすることで、連結型のナノワイヤを作製した。また、C60を出発原料とする垂直ナノワイヤを透明電極であるITOガラス上に作製し、それを起点としてビチオフェンの電解重合をおこなうことで、ポリチオフェンをC60ナノワイヤの周囲に被覆発達させ、同軸型のナノワイヤの構築にも成功した。その他、超微細無機ナノワイヤ（カーボン、シリカ）への変換に挑戦するため、有機ナノワイヤ前駆体の焼成や分子性シリカ前駆体からナノワイヤ作製をする実験に取り組み、直立ナノワイヤの構築には成功したものの、無機変換が達成できているかの同定が難しく、確証は得られなかった。

配向ナノワイヤは、一次元ナノ細線が同一方向に揃った構造であり、ナノスケールの一次元異方性を損なうことなくマクロスケールで発現する、巨視配向を有する鍵構造である。しかし、高度に垂直配向した有機ナノワイヤを、所望のアスペクト比・数密度で形成する手法の報告は国内外含め存在せず、唯一例のある結晶成長法は、可能な有機物の種類が極めて限定的であるばかりか、その径は小さいものでも100 nmに達してしまいナノワイヤと呼ぶには大きな構造体であった。 研究代表者らは、有機低分子薄膜を出発原料とし、垂直照射された高エネルギー粒子線の粒子が薄膜を通過する際の飛跡内での固相重合により、“粒子線を構成する高エネルギー荷電粒子の1個あたり1本のナノワイヤを創る”という独創的な手法を用い、ナノワイヤ数密度を完全制御した。出発原料薄膜の厚さがナノワイ ヤ長に対応するため、長さも均一かつ完全制御している。前年度には、重合後に薄膜の未照射部位の低分子を“昇華”し、全てのナノワイヤを直立(垂直配向)させたまま単離する手法を確立した。今年度は、ヘテロジャンクションを形成するナノワイヤの構築をおこなった。二層膜あるいはそれ以上の多層膜を出発原料とすることで、連結型のナノワイヤを作製した。また、C60を出発原料とする垂直ナノワイヤを透明電極であるITOガラス上に作製し、それを起点としてビチオフェンの電解重合をおこなうことで、ポリチオフェンをC60ナノワイヤの周囲に被覆発達させ、同軸型のナノワイヤの構築にも成功した。その他、超微細無機ナノワイヤ（カーボン、シリカ）への変換に挑戦するため、有機ナノワイヤ前駆体の焼成や分子性シリカ前駆体からナノワイヤ作製をする実験に取り組み、直立ナノワイヤの構築には成功したものの、無機変換が達成できているかの同定が難しく、確証は得られなかった。