【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0374
利用課題名 / Title
無機ナノチューブの構造制御と物性開拓
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,原子薄膜/ Atomic thin film,フォトニクス/ Photonics,ナノチューブ/ Nanotube,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber
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)
蓬田 陽平
所属名 / Affiliation
東京都立大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
伊原茜
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）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-007：高分解能分析電子顕微鏡
UT-102：高分解能走査型分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究の目的は構造制御された無機ナノチューブの創出とそのユニークな物性の開拓である。本目的を実現するため、①小径WS2ナノチューブの合成の光物性開拓、②ヘテロ構造ナノチューブの合成、③ヤヌス構造ナノチューブの合成を行った。
実験 / Experimental
①気相合成を用いてナノチューブの前駆体となる酸化物ナノワイヤを合成し、その硫化によりWS2ナノチューブを合成した。またその光励起特性を調べた。②小径WS2ナノチューブ上にMoやMoO3等の酸化物前駆体を形成し、その硫化によりWS2/MoS2ヘテロナノチューブを合成した。③WSe2ナノチューブを合成し、その水素プラズマ処理と硫化により、WSeSヤヌスナノチューブを合成した。
結果と考察 / Results and Discussion
①ナノチューブの直径はナノワイヤの直径で決定されることがわかり、ナノワイヤの直径を10 nm程度と低減することにより、直径10 nm程度のWS2ナノチューブの合成に成功した。続いて、得られた小径ナノチューブの光励起発光スペクトルを見たところ、大直径ナノチューブやWS2フレークよりも、赤方偏移した発光ピークを示した。これは、小径ナノチューブにおけるひずみに由来する可能性を、バンド計算により明らかにした。②前駆体としてMoO3を用いることで結晶性の高いWS2/MoS2ナノチューブの合成に成功した。また前駆体の種類や合成温度によって、ヘテロ外層の結晶性が大きく変わることを発見した。③水素プラズマ処理と硫化により、WSeSヤヌスナノチューブを合成した。
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)
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Md. Ashiqur Rahman, Structures and optical properties of thin tungsten oxide nanowires treated with poly(ethylene glycol), Japanese Journal of Applied Physics, 61, SD1018(2022).
DOI: 10.35848/1347-4065/ac528c
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Shinpei Furusawa, Surfactant-Assisted Isolation of Small-Diameter Boron-Nitride Nanotubes for Molding One-Dimensional van der Waals Heterostructures, ACS Nano, 16, 16636-16644(2022).
DOI: 10.1021/acsnano.2c06067
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 伊原茜, 永野真衣, 蓬田陽平, 上治寛, 柳和宏, "気相成長WOxナノワイヤからの小径WSe2ナノチューブの合成", 第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年3月15日
- Md. Ashiqur Rahman, Yohei Yomogida, Mai Nagano, Abdul Ahad, Akane Ihara, Hiroyuki Nishidome, Mikito Omoto, Kan Ueji, Yasumitsu Miyata, Kazuhiro Yanagi, "Synthesis of relatively small-diameter WS2 nanotubes by sulfurization of CVD grown tungsten oxide nanowires and their optical properties", 第64回FNTG総合シンポジウム, 2023年3月3日
- Abdul Ahad, Md. Ashiqur Rahman, Yohei Yomogida, Kan Ueji, Mai Nagano, Akane Ihara , Yasumitsu Miyata, Kazuhiro Yanagi, "Comparative Study on the CVD Synthesis of Tungsten Oxides Nanowires Using Different Substrates", 第64回FNTG総合シンポジウム, 2023年3月3日
- Akane Ihara, Mai Nagano, Yohei Yomogida, Kan Ueji, Kazuhiro Yanagi, "Synthesis of small-diameter WSe2 nanotubes from CVD-grown WOx nanowires", 第64回FNTG総合シンポジウム, 2023年3月2日
- Md. Ashiqur Rahman, Yohei Yomogida, Kan Ueji, Mai Nagano, Ryoga Tanaka, Yasumitsu Miyata, Kazuhiro Yanagi, "Synthesis of relatively small-diameter WS2 nanotubes by sulfurization of poly(ethylene glycol) treated thin tungsten oxide nanowires", MNC 2022, 2022年11月10日
- 永野真衣, 蓬田陽平, Md. Ashiqur Rahman, 上治寛, 八木貴志, 中西勇介, 宮田耕充, 柳和宏, "Synthesis of MoS2/ WS2 hetero-nanotubes", 第83回応用物理学会秋季学術講演会, 2022年9月21日
- Mai Nagano, Yohei Yomogida, Rahman Md. Ashiqur, Kan Ueji, Takashi Yagi, Yusuke Nakanishi, Yasumitu Miyata, Kazuhiro Yanagi, "Synthesis of MoS2/ WS2 hetero-nanotubes", 第63回FNTG総合シンポジウム, 2022年9月1日
- Md. Ashiqur Rahman, Yohei Yomogida, Kan Ueji, Mai Nagano, Ryoga Tanaka, Yasumitsu Miyata, Kazuhiro Yanagi, "Synthesis of relatively small-diameter WS2 nanotubes by sulfurization of CVD grown tungsten oxide nanowires", 第63回FNTG総合シンポジウム, 2022年8月31日
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