驚異のナノ材料「グラフェン」、台所で作れる新手法を開発国際研究

2014年04月25日

カテゴリ:
材料・資源

～～引用ここから～～

1: エタ沈φ ★＠＼(^o^)／ 2014/04/22(火) 00:16:53.24 ID:???.net

世界最薄だが超強力な「驚異の材料」グラフェン（Graphene）を、家庭の台所でも簡単に製造できる方法を開発したとの研究論文が、20日の英科学誌「ネイチャー・マテリアルズ（Nature Materials）」に発表された。

グラフェンについては、工業規模での製造が難しい物質であることが分かっている。品質を上げると生産できる量は限定的となり、また大量生産すると欠陥を含むものが生じる。
そのため製造方法としては、このどちらかを選択しなければならなかった。

だが今回、アイルランドと英国の国際研究チームは「家庭用ミキサー」を用いて、グラフェンの超極薄シートの作製に成功したという。

研究チームは、鉛筆の芯を作る材料のグラファイト（黒鉛）の粉末を、「剥離液体」を満たした容器に入れ、高速で混ぜ合わせた。

その結果、厚さ約1ナノメートル（10億分の1メートル）、長さ100ナノメートルのグラフェンの極薄シートが液体中に漂う状態で生成された。

ミキサーの刃の回転によって生じる力で、グラファイトがグラフェンの層へと二次元構造を損なわずに分離された。 (c)AFP

続きはソースで
http://www.afpbb.com/articles/-/3013159

NATURE MATERIALS
Scalable production of large quantities of defect-free few-layer graphene by shear exfoliation in liquids
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3944.html

～～引用ここまで～～

引用元: ・【材料】驚異のナノ材料「グラフェン」、台所で作れる新手法を開発国際研究

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３０００原子のナノ素子使用した電気特性模擬実験に成功、富士通研

2014年01月23日

カテゴリ:
技術

1: 伊勢うどんφ ★ 2014/01/17(金) 09:17:08.79 ID:???

　富士通研究所（川崎市中原区、富田達夫社長、０４４・７５４・２６１３）は、富士通製のスーパーコンピューター「ＦＸ１０」を利用し、従来比３倍となる約３０００原子のナノ素子を使った電気特性シミュレーションに成功した。
次世代のグラフェン（炭素原子のシート）トランジスタ素子を想定。
計算精度を保ちながら従来比２５分の１の約２０時間で電気特性を予測できた。
３年後をめどに１素子当たり１万原子数での電気特性模擬実験を実証し、スパコン上でナノ素子設計の実現を目指す。

　電気特性の模擬実験では、スパコン上でグラフェントランジスタ素子をつくり、素子の電極に電圧をかけて電流（電子）の流れる状態を予測計算する。
今回、スパコンで使うメモリー量を削減する手法や、一般公開されている原理計算プログラムなどを組み合わせて模擬実験を実施。
この結果、素子のチャネル（電子の通り道）と絶縁膜を含めた約３０００原子数の計算に成功した。

　これにより、スパコン上で約３０００原子数のナノ素子について、構造設計などから同模擬実験にいたるまで１週間程度で実証できるというこれまで同模擬実験ではトランジスタ素子のチャネル部分だけに相当する１０００原子数しか予測計算できなかった。
今回の実証により、他の半導体材料を使ったナノ素子設計への模擬実験も可能になるとしている。

日刊工業新聞 2014年01月14日
http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0220140114aaaf.html

プレスリリース
http://pr.fujitsu.com/jp/news/2014/01/14.html

First-principles electronic transport calculations of graphene nanoribbons on SiO2/Si
http://apex.jsap.jp/link?APEX/7/025101/

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東北大、ｸﾞﾗﾌｪﾝﾃﾞﾊﾞｲｽ動作時に相対論的量子力学に起因し発現する多体効果のﾅﾉｽｹｰﾙ制御に成功

2014年01月22日

カテゴリ:
物理

1: リキラリアット(WiMAX) 2014/01/19(日) 12:06:35.89 ID:C+cKiEsB0 BE:4619463269-PLT(12001) ポイント特典

東北大学は、グラフェンを用いたデバイスの動作時における、相対論的量子力学に起因して発現する多体効果のナノスケール制御に成功したと発表した。

同成果は、同大電気通信研究所の吹留博一准教授らによるもの。高輝度光科学研究センター、東京大学大学院工学研究科、東北大学学際科学フロンティア研究所と共同で行われた。詳細は、「Scientific Reports」に掲載された。

蜂の巣状に配列した炭素原子からなるグラフェンは、直線的なバンド構造を有しており、グラフェン中の荷電キャリアは、シリコンなどのデバイス材料が従う量子力学ではなく、相対論的量子力学に従い、シリコンの100倍以上のキャリア移動度を有するなど、優れた電子・光物性を持っている。しかし、グラフェンを用いたデバイス、例えば、トランジスタの特性は、その理論値から予想される値を下回っている。

その大きな理由の1つとして、デバイスプロセスの未成熟さが挙げられる。さらに、もう1つの理由として、多体効果が挙げられる。

多体効果とは、多くの素粒子(電子・正孔など)間に働く相互作用を指す。その一例として、クーロン力により束縛された電子-正孔対(励起子)に働く相互作用(励起子効果)が挙げられる。多体効果は、グラフェン中のキャリアが相対論的量子力学に従うために顕著となる。
このことから、多体効果を無視した場合には一直線となるバンド構造に、多体効果に起因した折れ曲がりなどが生じ得ることになる。
このため、グラフェンの優れた物性、例えば、キャリア移動度は、多体効果により変調を受ける可能性がある。多体効果はグラフェンを用いた光デバイスや高速電子デバイスの特性を変化させると予想される。

【画像】
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/images/001l.jpg
グラフェンの直線的なバンド分散構造

http://news.mynavi.jp/news/2014/01/17/350/index.html

（続く）