【材料物性】ナノチューブの安定な透明導電膜を作製 - 産総研©2ch.net
掲載日：2015年2月11日
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/
カーボンナノチューブ(ナノチューブ)による透明導電膜の導電性の長期安定性を飛躍的に改善する新技術を、
産業技術総合研究所(産総研)の周英(しゅう えい)研究員らが開発した。この膜は、金属ハロゲン化物のヨウ化銅の
ナノ粒子を薄膜内で成長させて、ナノ粒子とナノチューブがつなぎ合わさったハイブリッド構造で、柔軟な導電部材
としてタッチパネルやセンサー、太陽電池などへの応用が期待される。島田悟(しまだ さとる) 主任研究員、阿澄玲子
(あずみ れいこ)研究グループ長、斎藤毅(さいとう たけし)研究チーム長らとの共同研究で、2月9日に米科学誌カーボンの
オンライン版に発表した。
現在、モバイル情報端末やタッチパネル式パソコンなどの透明電極材料として主に使われている酸化インジウムスズ膜は、
希少金属のインジウムを用いており、資源の枯渇や国際情勢に依存した供給の不安定性が懸念されている。また、もろくて、
曲げに弱いため、曲げたり折りたたんだりしても使える次世代の柔軟な透明導電材料が待望されている。
産総研は2006年、単層ナノチューブの量産、高品質化、直径制御などができる方法を開発した。13年には、セルロース系
高分子の溶剤に分散させたインクを用いてプラスチック基板上に均一な単層ナノチューブ塗布膜を作製し、パルス光焼成の
後処理で透明導電膜を作った。それらの成果を基に、研究グループは今回、ナノチューブ透明導電膜の実用化の障害と
なっていた導電性の長期安定性を飛躍的に向上させることに成功した。
ナノチューブはグラファイトを筒状に丸めた構造で、柔軟な炭素材料でありながら、導電性が極めて高いが、その薄膜の
導電率はナノチューブ間の接触抵抗が影響して、単独のナノチューブに比べると大幅に劣る。薄膜の導電性を高めるには、
酸化剤の硝酸などを少量加える「ドーピング」がよく用いられるが、長期間大気中に保管すると、揮発性分子がドーピングした
薄膜から徐々に遊離して、導電性が低下して、耐久性が課題になっていた。
研究グループは、硝酸のドーピングの代わりに、ヨウ化銅の薄膜を真空蒸着法で単層ナノチューブ薄膜の上か下に重ねた。
これに数100ミリ秒のパルス幅の光を照射して温度を急激に上げ下げすることによって、ヨウ化銅を薄膜内ナノチューブの
網目の中に移動させて透明導電膜を作った。透過率85%にシート抵抗60Ω/□という、ナノチューブ膜として世界最高レベルの
透明性と導電性を達成した。
原子間力顕微鏡で観察すると、ヨウ化銅のナノ粒子は主に、2本以上のナノチューブが交差する場所に位置していた。
ナノ粒子がナノチューブ同士の接触を強めて、高い導電性を保持している可能性が示された。さらに、室温、大気中で
保管した際の導電性の経時変化を測定した。硝酸でドーピングした従来のナノチューブ透明導電膜は、作製直後に急激な
シート抵抗の上昇がみられ、その後も徐々に値が上昇するが、今回の透明導電膜は抵抗値を長期間保持した。ナノ粒子は
大気にさらしても揮発しないため、安定とみられる。
周英研究員は「ナノチューブ透明導電膜を用いた有機薄膜太陽電池を開発していて、偶然、不思議なハイブリッド構造の
材料を作製できた。ナノ粒子材料の種類や光処理の条件を最適化して、この薄膜の導電性と透明性をさらに向上させたい。
全工程を塗布や印刷などで簡単、より安価に作製できる方法も確立して、タッチパネル、センサー、太陽電池の電極、
ウェアラブルエレクトロニクスなどへの幅広い用途の開発を探っていく」と話している。
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/
カーボンナノチューブ(ナノチューブ)による透明導電膜の導電性の長期安定性を飛躍的に改善する新技術を、
産業技術総合研究所(産総研)の周英(しゅう えい)研究員らが開発した。この膜は、金属ハロゲン化物のヨウ化銅の
ナノ粒子を薄膜内で成長させて、ナノ粒子とナノチューブがつなぎ合わさったハイブリッド構造で、柔軟な導電部材
としてタッチパネルやセンサー、太陽電池などへの応用が期待される。島田悟(しまだ さとる) 主任研究員、阿澄玲子
(あずみ れいこ)研究グループ長、斎藤毅(さいとう たけし)研究チーム長らとの共同研究で、2月9日に米科学誌カーボンの
オンライン版に発表した。
現在、モバイル情報端末やタッチパネル式パソコンなどの透明電極材料として主に使われている酸化インジウムスズ膜は、
希少金属のインジウムを用いており、資源の枯渇や国際情勢に依存した供給の不安定性が懸念されている。また、もろくて、
曲げに弱いため、曲げたり折りたたんだりしても使える次世代の柔軟な透明導電材料が待望されている。
産総研は2006年、単層ナノチューブの量産、高品質化、直径制御などができる方法を開発した。13年には、セルロース系
高分子の溶剤に分散させたインクを用いてプラスチック基板上に均一な単層ナノチューブ塗布膜を作製し、パルス光焼成の
後処理で透明導電膜を作った。それらの成果を基に、研究グループは今回、ナノチューブ透明導電膜の実用化の障害と
なっていた導電性の長期安定性を飛躍的に向上させることに成功した。
ナノチューブはグラファイトを筒状に丸めた構造で、柔軟な炭素材料でありながら、導電性が極めて高いが、その薄膜の
導電率はナノチューブ間の接触抵抗が影響して、単独のナノチューブに比べると大幅に劣る。薄膜の導電性を高めるには、
酸化剤の硝酸などを少量加える「ドーピング」がよく用いられるが、長期間大気中に保管すると、揮発性分子がドーピングした
薄膜から徐々に遊離して、導電性が低下して、耐久性が課題になっていた。
研究グループは、硝酸のドーピングの代わりに、ヨウ化銅の薄膜を真空蒸着法で単層ナノチューブ薄膜の上か下に重ねた。
これに数100ミリ秒のパルス幅の光を照射して温度を急激に上げ下げすることによって、ヨウ化銅を薄膜内ナノチューブの
網目の中に移動させて透明導電膜を作った。透過率85%にシート抵抗60Ω/□という、ナノチューブ膜として世界最高レベルの
透明性と導電性を達成した。
原子間力顕微鏡で観察すると、ヨウ化銅のナノ粒子は主に、2本以上のナノチューブが交差する場所に位置していた。
ナノ粒子がナノチューブ同士の接触を強めて、高い導電性を保持している可能性が示された。さらに、室温、大気中で
保管した際の導電性の経時変化を測定した。硝酸でドーピングした従来のナノチューブ透明導電膜は、作製直後に急激な
シート抵抗の上昇がみられ、その後も徐々に値が上昇するが、今回の透明導電膜は抵抗値を長期間保持した。ナノ粒子は
大気にさらしても揮発しないため、安定とみられる。
周英研究員は「ナノチューブ透明導電膜を用いた有機薄膜太陽電池を開発していて、偶然、不思議なハイブリッド構造の
材料を作製できた。ナノ粒子材料の種類や光処理の条件を最適化して、この薄膜の導電性と透明性をさらに向上させたい。
全工程を塗布や印刷などで簡単、より安価に作製できる方法も確立して、タッチパネル、センサー、太陽電池の電極、
ウェアラブルエレクトロニクスなどへの幅広い用途の開発を探っていく」と話している。
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2 ：Mogtan ★＠転載は禁止 ©2ch.net：2015/02/11(水) 22:44:37.06 ID:???
<画像>
写真. ガラス上に作製したカーボンナノチューブ透明導電膜と構造の模式図(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/001l.jpg
図. 今回開発したカーボンナノチューブ透明導電膜の作製プロセス(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/002l.jpg
グラフ. 開発したカーボンナノチューブ透明導電膜のシート抵抗の経時変化(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/003l.jpg
<参照>
産総研：長期安定性を示すカーボンナノチューブ透明導電膜を作製
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150209/pr20150209.html
Building interconnects in carbon nanotube networks with metal halides for transparent electrodes
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622315000482
写真. ガラス上に作製したカーボンナノチューブ透明導電膜と構造の模式図(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/001l.jpg
図. 今回開発したカーボンナノチューブ透明導電膜の作製プロセス(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/002l.jpg
グラフ. 開発したカーボンナノチューブ透明導電膜のシート抵抗の経時変化(提供：産業技術総合研究所)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/11/018/images/003l.jpg
<参照>
産総研：長期安定性を示すカーボンナノチューブ透明導電膜を作製
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150209/pr20150209.html
Building interconnects in carbon nanotube networks with metal halides for transparent electrodes
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622315000482
3 ：名無しのひみつ＠転載は禁止：2015/02/11(水) 23:11:25.98 ID:Itma9eXs
誇らしいニダ
4 ：名無しのひみつ＠転載は禁止：2015/02/12(木) 05:40:16.02 ID:a5BdIh43
おもしろい事やってるなぁ
5 ：【 ｼｮｯｸ･ﾄﾞｸﾄﾘﾝ ｱﾍﾞﾉﾐｸｽ 】 ＠転載は禁止：2015/02/12(木) 16:29:29.43 ID:wTULGSfE
>>1
過去最大のﾊﾞﾗﾏｷ歳出で
借金を増やして、
GPIFを外債外株で溶かして、
議員数削減も行わず、
公務員の給与は増やし、
既得権益解体と称して
日本解体外資への売国を進め、
尖閣諸島を中国に売渡し、
外国人労働者という名で事実上の移民政策、
特定秘密法案、TPP、国家戦略特区、地方分権分断、
外国人だけ消費税全額免税
富裕層優遇、
ｻﾗﾘｰﾏﾝ首切法で非正規拡大、
女性活用という名の
少子化加速日本人削減政策、
金目似非安全神話で
放射能ﾊﾞﾗﾏｷ原発再稼働、
ﾍｲﾄｽﾋﾟｰﾁ禁止法（人権擁護法）による言論統制、
在日外国人優遇政策、
集団的自衛権で中東派兵韓国防衛など
日本解体売国政策を進めているように見える…。
過去最大のﾊﾞﾗﾏｷ歳出で
借金を増やして、
GPIFを外債外株で溶かして、
議員数削減も行わず、
公務員の給与は増やし、
既得権益解体と称して
日本解体外資への売国を進め、
尖閣諸島を中国に売渡し、
外国人労働者という名で事実上の移民政策、
特定秘密法案、TPP、国家戦略特区、地方分権分断、
外国人だけ消費税全額免税
富裕層優遇、
ｻﾗﾘｰﾏﾝ首切法で非正規拡大、
女性活用という名の
少子化加速日本人削減政策、
金目似非安全神話で
放射能ﾊﾞﾗﾏｷ原発再稼働、
ﾍｲﾄｽﾋﾟｰﾁ禁止法（人権擁護法）による言論統制、
在日外国人優遇政策、
集団的自衛権で中東派兵韓国防衛など
日本解体売国政策を進めているように見える…。
【物性】低エネルギーの電子ビームを用いて単層カーボンナノチューブの原子配列観察に成功 北大・日立
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1304436171/
【技術】単層カーボンナノチューブの量産技術を開発/産総研
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1387933908/
【高分子化学】 傷ついたナノチューブに触媒活性発見 白金の触媒に近い性能を示す [SciencePortal]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1400491472/
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1304436171/
【技術】単層カーボンナノチューブの量産技術を開発/産総研
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1387933908/
【高分子化学】 傷ついたナノチューブに触媒活性発見 白金の触媒に近い性能を示す [SciencePortal]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1400491472/