Clarification of Dirac electron properties on the 3D curved graphene

澄清 3D 弯曲石墨烯上的狄拉克电子特性

• 批准号: 22K04867
• 负责人: 田邉 洋一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Okayama University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04867/
• 关键词: グラフェン; 3次元構造体; 電気伝導

本年度は、3次元名の多孔質グラフェン(3Dグラフェン)のディラック中性点近傍の低温電気伝導物性を明らかにすることを目的として、3Dグラフェン電気重層ゲルトランジスタの作製を低温電気伝導物性の測定を行った。デバイス作成条件を最適化した結果、ゲート電圧を印加した状態で、サーマルサイクルに対して安定に動作する3Dグラフェン電気２重層トランジスタを作製可能になった。この結果をもとに、曲率半径が50-150nmの3Dグラフェンと窒素を部分置換した3D-Nグラフェントランジスタを作製し、各ゲート電圧における2Kから200Kの領域の電気伝導の測定を実施した。3Dグラフェントランジスタの測定からは、特にディラック中性点領域で、その他の領域とは異なる電気伝導度の温度依存性と磁場依存性を観測した。3D-Nグラフェントランジスタの測定からは、非周期曲面への窒素部分置換において期待される不均一なドーピングと高濃度置換領域における曲面の変形に由来したアーバックテール状態の形成により、グラフェンの金属的なチャネルと局在準位が共存した特異な電子状態が実現することが明らかになった。この電子状態は、触媒反応に使用できる局在した電子が大面積の3Dグラフェン上に広く分布しており、これらの領域に、金属的な伝導チャネルを介して継続的に電子を供給できることから、大面積の3Dグラフェン表面を舞台とした触媒電極・触媒担体の開発に非常に有利な電子状態が実現していることが明らかになった。

This year, the measurement of low-temperature electrical conductivity properties near the neutral point of porous materials with three-dimensional structure (3D structure) was carried out for the purpose of manufacturing and measuring low-temperature electrical conductivity properties of porous materials with three-dimensional structure (3D structure). The optimization of the conditions for the formation of the electric field results in a stable operation of the electric field and a stable operation of the electric field and a stable operation of the electric field. As a result, the measurement of electrical conductivity in the region of 50-150nm radius of curvature and partial displacement of 3D-N radius of curvature was carried out. The temperature dependence and magnetic field dependence of the conductivity of the 3D thermal conductivity are measured in the neutral point region and in the other regions. 3D-N transition measurement, non-periodic curved surface, element partial displacement, expected non-uniform transition, high concentration displacement region, curved surface shape, origin of transition state formation, metal transition, metal transition, quasi-blue shift, special electron state formation, quasi-blue shift, quasi-blue shift, special electron state formation. The electronic state of the catalyst is very favorable for the development of the catalyst electrode and catalyst support. The electronic state is very favorable for the development of the catalyst electrode and catalyst support.

项目成果

窒素ドープ3Dグラフェンの 電子状態と電気伝導特性

氮掺杂3D石墨烯的电子态和导电性能

• 发表时间: 2023
• 作者: 田邉洋一 ; 伊藤良一 ; 菅原克明 ; Samuel Jeong ; 川田直諒 ; 木村尚次郎 ; Aleman Christopher Florencio ; 高橋隆 ; 陳明偉
• 通讯作者: 陳明偉

Coexistence of Urbach‐Tail‐Like Localized States and Metallic Conduction Channels in Nitrogen‐Doped 3D Curved Graphene

氮掺杂 3D 弯曲石墨烯中乌尔巴赫尾状局域态与金属传导通道的共存

• DOI: 10.1002/adma.202205986
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Tanabe Yoichi;Ito Yoshikazu;Sugawara Katsuaki;Jeong Samuel;Ohto Tatsuhiko;Nishiuchi Tomohiko;Kawada Naoaki;Kimura Shojiro;Aleman Christopher Florencio;Takahashi Takashi;Kotani Motoko;Chen Mingwei
• 通讯作者: Chen Mingwei

窒素ドープ3Dグラフェン : 触媒活性な局在電子と電荷輸送を担う金属チャネルの共存状態の発見

氮掺杂 3D 石墨烯：催化活性局域电子与负责电荷传输的金属通道共存状态的发现

• 发表时间: 2023
• 期刊: 化学
• 作者: 田邉洋一;伊藤良一
• 通讯作者: 伊藤良一