カーボンナノチューブ:期待される材料開発

カーボンナノチューブ:期待される材料開発

本書は、弊誌『月刊機能材料』2001年5月号の「カーボンナノチューブ特集号」が完売したことにより、緊急に単行本化したものです。内容は雑誌の転載となっております。

価格 3,500円+税 出版社 株式会社 シーエムシー出版
発刊日 2001年11月 体裁 B5判・105ページ
ISBNコード 4-88231-744-3

執筆者一覧

飯島澄男
名城大学 理工学部 材料機能工学科 教授/NEC研究開発グループ 主席研究員
齋藤理一郎
電気通信大学 電気通信学部 電子工学科 助教授
安藤義則
名城大学 理工学部 材料機能工学科 教授
趙新洛
科学技術振興事業団 国際プロジェクト 研究員
湯村守雄
産業技術総合研究所 新炭素系材料開発研究センター 一次元ナノ構造チーム
湯田坂雅子
科学技術振興事業団 国際共同研究事業 ナノチューブ状物質プロジェクト研究員
中山喜萬
大阪府立大学大学院 工学研究科 電子物理工学分野 教授
齋藤弥八
三重大学 工学部 教授
岩佐義宏
東北大学 金属材料研究所
藤原明比古
東京大学大学院 理学系研究科 物理学専攻 助手
安藤恒也
東京大学 物性研究所 教授
塚越一仁
理化学研究所
村尾美緒
理化学研究所
市田正夫
名古屋大学 理工科学総合研究センター 助手(2001/4より甲南大学理工学部講師)
片浦弘道
東京都立大学大学院 理学研究科 助手
坂東俊治
科学技術振興事業団 ナノチューブ状物質プロジェクト 研究員
板東義雄
物質・材料研究機構 超微細構造解析ステーション 総合研究官
デミトリー・ゴルバーグ
物質・材料研究機構 超微細構造解析ステーション
岡本創
早稲田大学 理工学部 物質開発工学科
武田京三郎
早稲田大学 理工学部 物質開発工学科

構成および内容

序章 カーボンナノチューブの魅力飯島澄男

第1章 カーボンナノチューブの概要と課題齋藤理一郎

  • 1 願ってもない小さな構造
  • 2 合成法:きわめて人工的な生成条件
  • 3 ナノチューブの立体構造の定義
  • 4 電子状態:金属か半導体であること
  • 5 電気伝導:共鳴トンネル効果、量子コンダクタンス
  • 6 半導体デバイス:ナノチューブの接合系、整流特性
  • 7 磁場効果、AB効果
  • 8 電子の電場放出、フィールドエミッター・ディスプレイ
  • 9 水素吸蔵、ガス吸着効果、リチウム電池材料
  • 10 SPM探針の可能性
  • 11 ナノチューブとフラーレンの合体:ピーポッドの合成
  • 12 ナノテクノロジーの基礎技術
  • 13 おわりに

第2章 単層、多層ナノチューブの生成と精製安藤義則、趙 新洛

  • 1 はじめに
  • 2 アーク蒸発によるMWNTsの作製と精製
  • 3 アーク法によるSWNTsの作製
  • 4 おわりに

第3章 カーボンナノチューブ量産技術の進展湯村守雄

  • 1 はじめに
  • 2 多層ナノチューブの量産技術の開発
  • 2.1 連続式アーク放電法(回転陰極法)の開発
  • 2.2 超微粒子触媒を用いた化学合成法の開発
  • 3 単層ナノチューブ量産技術の開発
  • 4 おわりに

第4章 カーボンナノチューブの生成機構湯田坂雅子

  • 1 はじめに
  • 2 ナノチューブの生成機構
  • 3 ナノチューブ生成に有効な金属触媒の特徴
  • 4 今後の課題
  • 5 独り言

第5章 ナノチューブを用いた走査型プローブ顕微鏡中山喜萬

  • 1 はじめに
  • 2 SPMとその問題点
  • 3 ナノチューブは究極の探針材料
  • 4 ナノチューブの探針への適用
  • 4.1 ナノチューブの探針への具体化
  • 4.2 ナノチューブの合成とカートリッジ製作
  • 4.3 電子顕微鏡内でハンドリング
  • 5 ナノチューブ探針によるSPM像
  • 6 今後の課題と展望

第6章 カーボンナノチューブ電界放出ディスプレイの最前線齋藤弥八

  • 1 はじめに
  • 2 カーボンナノチューブからの電界放出
  • 2.1 電界放出顕微鏡法
  • 2.2 ナノチューブフィルムからの電界放出
  • 3 ディスプレイへの応用
  • 3.1 発光デバイスの試作
  • 3.2 フラットパネル化

第7章 単層カーボンナノチューブへのインターカレーションとリチウムイオン電池特性岩佐義宏

  • 1 はじめに
  • 2 リチウムイオン電気特性
  • 3 インターカレーション過程
  • 4 おわりに

第8章 カーボンナノチューブのガス吸蔵藤原明比古

  • 1 はじめに
  • 2 ガス吸着特性
  • 3 ガス吸着過程におけるガス吸着位置
  • 4 おわりに

第9章 カーボンナノチューブの電子状態と電気伝導安藤恒也

  • 1 はじめに
  • 2 ナノチューブの電子状態
  • 2.1 2次元グラファイト
  • 2.2 ナノチューブ
  • 2.3 有効質量近似
  • 2.4 アハラノフ-ボーム効果
  • 3 電気伝導
  • 3.1 後方散乱の消失と理想コンダクタンス
  • 3.2 格子空孔による散乱
  • 3.3 ナノチューブ接合
  • 3.4 フォノンと電子散乱
  • 4 電気伝導の実験
  • 5 おわりに

第10章 カーボンエレクトロニクスの現状と未来塚越一仁、村尾美緒

  • 1 はじめに
  • 2 従来電子素子特性
  • 3 スピン素子
  • 4 夢のスピン量子情報素子
  • 5 考察

第11章 ナノチューブの光物性市田正夫

  • 1 はじめに
  • 2 単層カーボンナノチューブの1次元電子状態と光学遷移
  • 3 単層カーボンナノチューブの線形光学応答
  • 3.1 光学遷移における励起子の効果
  • 3.2 光学遷移の異方性
  • 4 おわりに

第12章 フラーレン入りナノチューブの生成とラマン効果片浦弘道

  • 1 はじめに
  • 2 Fullerene-peapodの高純度合成
  • 2.1 単層カーボンナノチューブの直径制御
  • 2.2 単層カーボンナノチューブの高度精製
  • 2.3 Fullerene-peapodの合成
  • 3 Fullerene-peapodsのラマンスペクトル
  • 3.1 C60-peapod
  • 3.2 C70-peapodのラマンスペクトル
  • 4 Fullerene-peapodの電子線回折
  • 5 Fullerene-peapodにおける内部圧力効果
  • 6 Fullerene-peapodの構造
  • 7 フラーレンを内包したナノチューブのラマンスペクトル
  • 8 おわりに

第13章 フラーレン入りナノチューブから作る2層ナノチューブ:ナノメートル試験管坂東俊治

  • 1 はじめに
  • 2 フラーレン内包単層ナノチューブ
  • 3 2層ナノチューブ
  • 4 ラマン散乱分光
  • 5 低波数領域ラマン散乱
  • 6 おわりに

第14章 カーボンナノチューブからBNナノチューブへの置換反応板東義雄、デミトリー・ゴルバーグ

  • 1 はじめに
  • 2 置換反応法による合成法
  • 3 BNナノチューブの構造
  • 4 おわりに

第15章 タンパク質ナノチューブの第一原理電子論岡本 創、武田京三郎

  • 1 はじめに
  • 2 環状ペプチド
  • 2.1 真円構造と員環構造
  • 2.2 電子構造
  • 2.3 新規リング構造
  • 3 ペプチドナノチューブ
  • 3.1 エネルギー安定性とリング間水素結合
  • 3.2 エネルギーバンド構造と電子・正孔の非局在化
  • 4 系の水和化
  • 4.1 PCRとPNT
  • 5 結論