【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.04.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NI5501
利用課題名 / Title
液体に接するグラフェンの熱・電気伝導
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
グラフェン, エネルギーハーベスティング,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,資源使用量低減技術
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
岡田 健
所属名 / Affiliation
東北大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
グラフェン膜を内壁にもつ微小流路を用いた固液界面におけるエネルギーハーベスティング応用を目指し、大面積転写と熱・電気伝導を制御した機能化プロセス開発と発電デバイスとしての評価等を行う。
実験 / Experimental
・サンプル：銅箔上合成グラフェン膜
・評価方法：原子間力顕微鏡、ラマン分光法
・試験方法
試験A．ポリマー犠牲層膜を用いて銅箔上に合成したグラフェン膜を基板に転写し原子力間顕微鏡観察によって評価する。
試験B．マイクロ流路内へのアッセンブリを行う。このときのグラフェンの状態をラマン分光によって評価する。
結果と考察 / Results and Discussion
試験A結果：グラフェン膜の大面積転写を行い、その表面状態を原子間力顕微鏡で観察した。転写直後は表面に残渣が確認されデバイス化には適さないことが分かった。そこでアルゴン/水素混合ガス雰囲気中において300℃のアニール処理を行った結果、非常に清浄なグラフェン膜表面を得ることに成功した。
試験B結果：アニール処理によって清浄な表面を持つグラフェン膜転写プロセスを用いてガラス製マイクロ流路内へアッセンブリを行った。幅3400マイクロメートル、厚さ300マイクロメートルの流路底部にグラフェンをアッセンブリし、専用のアクセスポートを通して水流と接触しない位置に電極を蒸着によって設置した。また、脈動の少ないシリンジポンプの吸引によって水流を発生させた。このときに転写したグラフェンのラマンスペクトルに現れた特徴的な鋭い2本のバンドはGバンド（～1600 cm-1）とG’バンド（～2700 cm-1）であり、これらのピーク強度比から単層グラフェンであることが確認できた。また、欠陥、コンタミ由来となるDバンド（～1350 cm-1）強度は低く清浄な表面を持つグラフェンが転写されたことがスペクトル解析から明らかになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- プロシーディングス：Proceedings, Investigation of Material Properties of Fluorocarbon Films Deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Proceedings of ICRP-11/GEC2022, HT4.00078
- 招待講演：水の流れがつくるグラフェンの電気伝導 第136回黒鉛化合物研究会
- 国際会議ポスター発表：Investigation of Material Properties of Fluorocarbon Films Deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition 75th Annual Gaseous Electronics Conference / 11th International Conference on Reactive Plasmas (2022.10.3-7) 2022.10.4, Sendai/Japan, HT4.00078
- 国内会議口頭発表：フルオロカーボン薄膜の結合状態と物性評価 2022年 第83回 応用物理学会秋季学術講演会 (2022.9.20-23) 2022.9.22, 宮城県仙台市 東北大学川内北キャンパス＋オンライン, 22p-A406-11
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件