アルコールCVDによるミリスケール’単結晶’グラフェン合成 新学術研究領域「原子層科学」第２回全体会議 @ 名古屋, 2014/2/19 アルコールCVDによるミリスケール’単結晶’グラフェン合成 2 mm D-band G-band 2D-band Raman Shift (cm-1) 1 cm 予算：3 million $ 丸山茂夫 Shigeo Maruyama 東京大学 大学院工学系研究科 機械工学専攻 Department of Mechanical Engineering, The University of Tokyo (UTokyo) 1 cm
A01班 グラフェン関連原子層の新規合成法および 大面積合成法の開発 (研究代表者：楠 美智子) 楠 美智子 SiCからのグラフェン創成と評価 斉木 幸一朗 化学剥離グラフェンの構造・物性の制御 野田 優 CVDによる高品位グラフェンの実用的合成法の開発 北浦 良 ハイブリッド・グラフェンとグラフェン・ナノリボンの新規合成法の開発 依光 英樹 多環芳香族有機分子を用いたグラフェンアナログの合成 丸山 茂夫 高品質・単結晶グラフェンのCVD合成 千足昇平，陳 嘯(Xiao Chen), 金 成眞(Sungjin Kim,)，崔 可航(Kehang Cui) 篠原 久典 ナノリボン制御法 大野 雄高 試料特性評価 予算：3 million $
ACCVD Apparatus for Graphene Mass flow controller H2/Ar Ar Furnace Pump Ethanol
S. Maruyama et al., Chem. Phys. Lett. 403 (2005) 320. ACCVD Apparatus S. Maruyama et al., Chem. Phys. Lett. 403 (2005) 320.
Graphene Growth on Cu P. Zhao, A. Kumamoto, S. Kim, X. Chen, B. Hou, S. Chiashi, E. Einarsson, Y. Ikuhara, S. Maruyama, J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 10755.
Graphene Growth on Cu P. Zhao, A. Kumamoto, S. Kim, X. Chen, B. Hou, S. Chiashi, E. Einarsson, Y. Ikuhara, S. Maruyama, J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 10755.
Nucleation density 0.6 mm-2 Graphene Growth on Cu 200 ˚C in air for 15 minutes Nucleation density 0.6 mm-2 1 mm 8 hour growth P. Zhao, A. Kumamoto, S. Kim, X. Chen, B. Hou, S. Chiashi, E. Einarsson, Y. Ikuhara, S. Maruyama, J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 10755.
成長核密度制御（銅箔） 100 μm Ar/H2ガス中加熱 低圧エタノール ＋Ar/H2ガス (1060 C) 4時間CVD合成 成長核密度低下 Arガス中加熱 10 m
Progress towards large ‘single crystals’ over the past year 1 cm 2 mm 1065 ºC Size of single crystals Ethanol flow rate: 0.1 sccm 1065 ºC 500 µm Ethanol flow rate: 5 sccm 100 µm 1060 ºC 1070 ºC 40 µm 1000 ºC 2014.1 10 µm 1000 ºC 2013.12 5 µm Nilaco Cu foil 50 µm, pre-oxidized, enclosed, heating without H2, 1050~1070 ºC, 300Pa. 2013.8 2013.7 2013.6 2013.3 Nippon Denkai Cu foil YB-10, enclosed, heating without H2, 1050~1070 ºC , 300Pa. Nippon Denkai Cu foil YB-10, enclosed, 1000 ºC, 300 sccm H2 /Ar + 10 sccm Ethanol, 300 Pa, 3 min. P. Zhao, et al., J. Phys. Chem. C, (2013), 117, (20), 10755 Time
Growth Acceleration after Reduction 2 hours 8 hours 11 hours 1 mm 1 mm 1 mm 0.1 mm Condition: Nilaco Cu foil 50 µm, enclosed, pre-treatment CVD @ 1065 ˚ C, 300sccm Ar/H2 and 0.031sccm EtOH, 300Pa
Characterization by Raman Condition: Nilaco Cu foil 50 µm, enclosed, Pre-treatment, CVD @ 1065˚ C, 300sccm Ar/H2 and 0.031sccm EtOH, 300Pa, 8 hours. D-band G-band 2D-band Raman Shift (cm-1)
Ethanol Reaction Path R. Xiang, B. Hou, E. Einarsson, P. Zhao, S. Harish, K. Moriyama, Y. Miyauchi, S. Chiashi, Z. Tang, S. Maruyama, ACS Nano, ACS Nano 7 (2013) 3095.
Ethanol Decomposition Pathway #2C-#1C-O #2C-#1C + O #2C + #1CO #2C + #1C + O Gas Phase Decomposition Surface Reaction #2CH3#1CH2OH #2CH3#1CHO #2C#1CH4 #2C#1CH2 #1CO #1CO2 #1CH2O #2CH4 H2O #1:#2 = 1:1 #1CO or #2CO #1CO2 or #2CO2 #1CH4 #1:#2 = :2 #1CO+ #1CO=#1C+#1CO2 Ratio 1-: Ratio : (01) #2C + #1C + O Depend on reactivity of CH4 and CO #2 is preferred Majority at low T Majority at high T Minority R. Xiang, B. Hou, E. Einarsson, P. Zhao, S. Harish, K. Moriyama, Y. Miyauchi, S. Chiashi, Z. Tang, S. Maruyama, ACS Nano, ACS Nano 7 (2013) 3095.
FNTG Research Society Meetings 2014/3/3-5: FNTG 46 Symp. @ Tokyo http://fullerene-jp.org/ Meetings 2014/3/3-5: FNTG 46 Symp. @ Tokyo 2014/6/2-6: NT14 @ Los Angeles 2014/9/3-5: FNTG 47 Symp. @ Nagoya 2015/3/??: FNTG 48 Symp. @ Tokyo 2015/6/28-7/4: NT15 @ Nagoya 2015/9/??: FNTG 49 Symp. @ Fukuoka 2015/12/15-20: Pacifichem @ Honolulu 2016/3/??: FNTG 50 Symp. @ Tokyo 2016/9/??: FNTG 51 Symp. @ ??? Single-Walled Carbon Nanotubes (SWNTs) Fullerene Metallofullerene Bundle of SWNTs Double-Walled Carbon Nanotubes Peapod Nano-Diamond Multi-Walled Carbon Nanotubes Graphene