【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NI5501
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 / Nagoya Tech.
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）-
【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
赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,環境発電/ Energy Harvesting,資源代替技術/ Resource alternative technology,分離・精製技術/ Separation/purification technology
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
東北大学大学院工学研究科
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
種村 眞幸,本田 光裕
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NI-106：グラフェン・カーボンナノチューブ合成装置
NI-017：精密形状測定・局所磁気測定・局所電気特性評価装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
微小流路内の流動とグラフェンの相互作用を利用したエネルギー創出技術の開発においてグラフェンの転写プロセスが必要となる。そこでグラフェンの転写プロセス検討を行った。ローレンツフィッティングを用いたラマンスペクトル解析によって、銅箔上に合成したグラフェンがFeCl2によるウェットエッチングよって銅とグラフェンに分離可能であり、その後の水素雰囲気によるドライエッチングよって表面の清浄化が可能であることが確認できた。さらにこの転写プロセスは微小流路内へのアッセンブリが可能であることも実証できている。
実験 / Experimental
試験方法
試験A：ポリマー犠牲層膜を用いて銅箔上にNI-106グラフェン・カーボンナノチューブ合成装置で合成したグラフェン膜をシリコン基板に転写し、NI-017 精密形状測定・局所磁気測定・局所電気特性評価装置によって評価する。
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（（名古屋工業大学産学官金連携機構設備共用部門、レーザーラマン分光装置（日本分光、NRS-3300））によって評価する。
結果と考察 / Results and Discussion
試験A：NI-106グラフェン・カーボンナノチューブ合成装置で作製したグラフェン膜の大面積転写を行い、その表面状態をNI-017 精密形状測定・局所磁気測定・局所電気特性評価装置で観察した。転写直後の表面には残渣が確認でされ、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、清浄なグラフェン膜表面を得ることができた。
試験B：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。流路底部にグラフェンをアッセンブリし、ラマンスペクトル測定を行った。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、これらの比から単層グラフェンであることが確認された。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、試験Aで得られた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もあきらかになった。
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.
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