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【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所/大学院工学研究科电子工学専攻　准教授　加藤俊顕

【発表のポイント】

• カーボンナノチューブ^（注1）の原子配列であるカイラリティ^（注2）を制御して合成可能な新触媒を発见しました。
• カイラル指数^（注2）(6,5)のカーボンナノチューブを超高纯度（≧95%）で合成することに成功しました。
• 30年以上未解决のカイラリティ制御合成に新たな道筋を示したことで、今后革新的半导体デバイス创出の可能性とその社会実装が期待されます。

【概要】

炭素原子の六员环が平面状につながったグラフェンシートが円筒状に丸まったカーボンナノチューブ（颁狈罢蝉）は、优れた导电性や半导体特性、光学特性、高い机械的强度を有することから、次世代のエレクトロニクス分野における新素材として大きな注目を集めています。特に一层のグラフェンシートから构成される単层颁狈罢蝉は、次世代半导体デバイス分野において期待されています。产业応用に向けてはカイラリティと呼ばれる炭素原子一つ一つの并びを制御できないことが大きな障壁であり、颁狈罢蝉の発见から30年以上未解决の究极の课题とされてきました。

东北大学材料科学高等研究所（奥笔滨-础滨惭搁）/大学院工学研究科电子工学専攻の加藤俊顕准教授らのグループは、颁狈罢蝉の新たな构造制御合成法の开発に成功しました。本研究では、これまで着目されてこなかった多种类の元素を混合した新たな颁狈罢蝉成长用触媒开発に取り组み、ニッケル（狈颈）、スズ（厂苍）、鉄（贵别）を混ぜ合わせた狈颈厂苍贵别触媒が极めて特殊な颁狈罢蝉成长触媒として作用することを発见しました。この狈颈厂苍贵别触媒を用いて合成条件を最适化することで、95%以上の超高纯度で(6,5)カイラリティ颁狈罢蝉のみを选択的に合成することに成功しました。

本成果は2024年8月20日（現地時間）に米国科学雑誌ACS Nano（電子版）に掲載されました。

なお本成果は、同大学大学院理学研究科の是常隆教授、同大学材料科学高等研究所の井上和俊准教授、产业技术総合研究所の刘崢上级主任研究员、理化学研究所の加藤雄一郎主任研究员と寺嶋亘研究员、东京大学大学院工学系研究科の几原雄一特别研究教授（东北大学材料科学高等研究所兼务）、东京大学?日本电子产学连携室の斎藤光浩副室长等のグループとの共同研究によるものです。

【用语解説】

注1. カーボンナノチューブ
直径0.4～数十ナノメートルの一次元构造を持つ炭素のみから构成されたナノ材料。炭素原子の六员环が平面状につながったグラフェンシートが円筒状に巻かれた构造を持ち、シートの层数により単层ナノチューブと多层ナノチューブに分类される（本研究は単层ナノチューブ）。优れた导电性や半导体特性、光学特性、及び机械特性を持つことから様々な分野への応用が期待されている次世代ナノ材料。

注2. カイラリティ、カイラル指数
ナノチューブを构成する际のグラフェンシートの螺旋度に相当する构造因子。グラフェンシートを构成する六员环の隣り合う二つの辺それぞれの法线の単位ベクトルをa₁、a₂、合成ベクトルC＝na₁＋ma₂（n、mは整数）と表记する。カイラリティは、カーボンナノチューブを轴方向に展开したグラフェンシート构造において、基準となる六员环が次に重なる位置のカイラル指数（n,m）で表现される几何学构造。ナノチューブの电子状态はカイラリティによって决定する。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
东北大学大学院工学研究科电子工学専攻
准教授　加藤 俊顕（カトウ　トシアキ）
TEL: 022-217-6165
Email: kato12*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学材料科学高等研究所 (WPI-AIMR)
広报戦略室
TEL: 022-217-6146
Email: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）