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グラフェン
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東北大など、原子配置制御による原子層金属/半導体の作り分けに成功
原子配置制御による 原子層金属/半導体の作り分けに成功 −超微細電子デバイス応用へ新たな道− 【概要】 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(WPI−AIMR)の菅原克明助教、高橋隆教授、同大学院理学研究科の佐藤宇史准教授、東京工業大学物質理工学院の一杉太郎教授、埼玉大学大学院理工学研究科の上野啓司准教授らの研究グループは、これまで知られていない正八面体構造を持つセレン化ニオブ(NbSe2)原子層薄膜の作製に成功しました。電子状態の精密な測定から、この物質が従来知られていた三角プリズム型の構造ユニットを持つ金属的NbSe2と異なり、電子間の強い相互作用の結果形成される「モット絶縁体」 注1)であるこ...
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金属ホウ素単原子シートの発見 1.発表者: 松田 巌(東京大学物性研究所 附属極限コヒーレント光科学研究センター 准教授) 2.発表のポイント: ◆固体基板上にホウ素の単原子シートを合成し、その金属性を初めて観測した。 ◆ホウ素は2次元単原子シートにすると金属性が発現することが予言されており、今回その実証に至った。 ◆ホウ素単原子シートは今後、材料テンプレートとしてナノシート、ナノデバイス等の新材料への利用が期待される。 3.発表概要: 東京大学物性研究所の松田巌准教授らの研究グループは、中国科学院のSheng Meng教授とKehui Wu教授のグループと共同で、結晶基板上にホウ素(B)の単原...
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日立マクセル、ハイレゾ対応のカナル型ヘッドホン「グラフェン」を発売
ハイレゾリューション・オーディオ対応カナル型ヘッドホン「Graphene(グラフェン)」を発売 業界初(*1)ダイヤモンド以上の硬度を持つGraphene(グラフェン(*2))コート振動板を採用 ※製品画像は添付の関連資料を参照 日立マクセル株式会社(取締役社長:勝田 善春/以下、マクセル)は、新開発ドライバユニットにダイヤモンド以上の硬度を持つグラフェンコート振動板を業界で初めて採用し、高精細なハイレゾリューション・オーディオ(以下、ハイレゾ)音源の鼓動を余すことなく再現するカナル型ヘッドホン「Graphene」2モデルを8月25日より発売します。 ◎グラフェンコート振動板を採用した新開発ドライバユニ...
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産総研、棒状やリボン状に形状制御されたナノ炭素材料の新しい合成法を開発
棒状やリボン状に形状制御されたナノ炭素材料の新しい合成法を開発 −高効率で量産可能な製造方法を開発− ■ポイント ・配位高分子からカーボンナノロッドとグラフェンナノリボンを合成 ・極めて高い効率で大きなスケールでの生産が可能に ・次世代のキャパシターの電極材料など、高効率なエネルギー貯蔵・変換への寄与に期待 ■概要 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)電池技術研究部門( https://unit.aist.go.jp/riecen/ )【研究部門長 谷本 一美】エネルギー材料研究グループ 徐 強 上級主任研究員とプラディープ パッチファルJSPS特別研究員らは、配位高分子を原...
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東北大と阪大など、新しいトポロジカル物質「ワイル半金属」を発見
新しいトポロジカル物質 「ワイル半金属」を発見 −超高速・低消費電力な次世代デバイスの開発に弾み− 【概要】 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の相馬清吾准教授、高橋 隆教授、同理学研究科の佐藤宇史准教授、大阪大学産業科学研究所の小口多美夫教授、ケルン大学(ドイツ)の安藤陽一教授らの研究グループは、新型トポロジカル物質「ワイル半金属」の発見に成功しました。今回の成果により、超高速でかつ消費電力を低く抑えた次世代デバイスの開発が大きく進展するものと期待されます。 本成果は、米国物理学会誌フィジカル・レビュー・Bの「注目論文」に選ばれ、平成28年4月20日(米国東部時間)...
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電子・正孔対が作る原子層半導体の作製に成功 −グラフェンを超える電子デバイス応用へ道− 【概要】 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の菅原克明助教、一杉太郎准教授、高橋隆教授、同理学研究科の佐藤宇史准教授らの研究グループは、グラフェンを超える電子デバイスへの応用が期待されているチタン・セレン(TiSe2)原子層超薄膜の作製に成功しました。さらに、1層のTiSe2超薄膜の電子状態を詳細に調べた結果、その特異な金属状態を生み出している原因は、薄膜中の電子と正孔(電子の抜けた孔)(注1)が結合して対(ペア)を作っているためであることを見出しました。今回の成果は、グラフェンを超える原子層...
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京大、カーボンナノチューブの新しい光機能「アップコンバージョン発光」を発見
カーボンナノチューブの新しい光機能“アップコンバージョン発光”を発見 −生体組織内部の近赤外光イメージング応用に期待− ■概要 京都大学エネルギー理工学研究所の 宮内 雄平(みやうち ゆうへい)准教授、同 松田 一成(まつだかずなり)教授らの研究グループは、近赤外波長領域の優れた蛍光発光体として知られ、生体組織内部の発光イメージング(注1)や生体埋込型光バイオセンサー等への応用が期待されているナノ炭素材料「カーボンナノチューブ」(注2)を、従来とは全く異なる新しい方法で光らせることが出来ることを発見しました。 物質に光を照射すると、照射した光とは異なる波長の光(蛍光)が放出...
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東大など、電気的に制御したグラフェンでバレー流の生成・検出に初めて成功
電気的に制御したグラフェンでバレー流の生成、検出に初めて成功 〜結晶中の電子のバレー自由度を利用した低消費電力エレクトロニクスの実現へ〜 <ポイント> ○電気的に制御できる二層グラフェンにおいて、電流からバレー流へ変換、伝送し、再度電流へ変換して、それに伴う電圧を初めて検出しました。 ○電流からバレー流への変換効率を広範囲に渡って電気的に制御できることを示した成果であり、変換効率のさらなる向上が期待できます。 ○バレー流は電荷の流れを伴わないため、エネルギー消費を伴わない情報媒体になると期待されており、本成果はそのような低消費電力エレクトロニクスの開発に貢献します。 電子...
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鉄系超伝導体の新たな極薄膜化技術の確立 −極薄膜の物性解明への貢献が期待− 【発表のポイント】 ●電気化学反応を利用した「エッチング法」により、鉄系超伝導体の極薄膜化を実現 ●電界効果と組み合わせて、約40K(=−233°C)における高温超伝導転移を単原子層0.6nmから数nmまでの広い厚さ領域で発現させることに初めて成功 ●極薄膜にすることで現れる未知の性質の発見や原子層レベル極薄膜開発への貢献が期待 【概要】 東北大学金属材料研究所の塩貝純一助教、伊藤恭太大学院生、三橋駿貴大学院生、野島勉准教授、塚崎敦(◇)教授らの研究グループは、鉄とセレンからなる層状の超伝導(※1)物質であ...
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東北大など、大容量の蓄電が可能な「リチウム空気電池」用電極材料を開発
大容量の蓄電が可能な「リチウム空気電池」用電極材料の開発 〜ナノ多孔質グラフェンとルテニウム系触媒が鍵〜 ■ポイント ・リチウムイオン電池の6倍以上の電気容量を持ち、100回以上繰返し使用が可能な「リチウム空気電池」の開発に成功した。 ・高性能な多孔質グラフェンと触媒により長寿命と大容量を実現。 ・1回の充電で500km以上の走行が可能な電気自動車の実現を視野に。 JST 戦略的創造研究推進事業の一環として、東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の陳 明偉 教授らは、3次元構造を持つナノ多孔質グラフェン(注1)による高性能なリチウム空気電池(注2)を開発しました。 現在の電...
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太陽光を活用した高効率水蒸気発生材料の開発 〜多孔質グラフェンを用いた太陽熱エネルギーの高効率利用へ〜 【ポイント】 ・太陽光を利用し1m2当たり1.50kg/hの水蒸気を発生させた。 ・窒素を導入した3次元ナノ多孔質グラフェンを吸収剤として使用することで、効率よく吸収し、水を局所的に加熱することに成功。 ・太陽光エネルギーの熱利用の拡大を期待。 東北大学(総長:里見 進)原子分子材料科学高等研究機構(機構長:小谷 元子)の伊藤 良一 助教、陳 明偉 教授らは、3次元構造を持つグラフェン(注1)を用いた高性能な水蒸気発生材料を開発しました。 太陽光は無尽蔵に生み出されるクリーン...
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グラフェンの電子状態を制御することに成功 −新たな機能開拓と伝導性の制御に道− <概要> 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の清水亮太助教、菅原克明助教、高橋隆教授、一杉太郎准教授は、グラフェンを二層重ねた物質(二層グラフェン)の間にカルシウム原子を挿入(サンドウィッチ)した二層グラフェン化合物について、それを形成する下地基板の特性を利用して性質を改変することに成功し、電荷密度波(注1)(図1)が生じていることを明らかにしました。 グラフェンは、エレクトロニクス応用に向けて、エネルギーギャップ(注2)や超伝導等の様々な性質を付与することが切望されており、その方法が活...
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シリセンの基盤電子構造解明 −グラフェンを越えるシリセンの新機能開拓に道− 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の高橋隆教授、一杉太郎准教授、菅原克明助教は、豊田中央研究所の中野秀之主任研究員らの研究グループと共同で、グラフェンを越えると期待されている新材料シリセンの層間化合物CaSi2を合成し、その電子状態の解明に世界で初めて成功しました。その結果、シリセンが見かけ上の質量がゼロとなる電子状態を持つことが明らかとなりました。この成果は、超高速電子デバイスへの応用が期待されているシリセンの基盤電子状態の理解と、その材料設計および機能開拓に大きく貢献するものです。 シリセン...
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北陸先端大、グラフェン膜を使った電子機械スイッチの動作原理検証に成功
わずか炭素2原子層厚のグラフェン膜を使った電子機械スイッチの動作原理検証に成功 −究極の低消費電力エレクトロニクス応用に期待− <ポイント> ●2層グラフェン膜で作製した両持ち梁を、繰り返し機械的に上下させて動作するナノ電子機械システム(NEMS)を世界で初めて開発 ●スイッチング電圧〜1.8Vの低電圧・安定動作を実現。従来の半導体技術を用いたNEMSスイッチに比べて1桁以上の低電圧化を達成 ●スイッチオフ状態での漏れ電流を原理的にゼロにすることが可能。現在のエレクトロニクスで深刻な問題となっている集積回路の待機時消費電力の飛躍的低減と、オートノマス(自立化)ITシステム実現に向けた革新...
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東大など、バレートロニクス結晶中の電子スピンの直接観測・制御に成功
バレートロニクス結晶中の電子スピンの直接観測・制御に成功 ―新たな原理に基づく電子デバイスの実現に道− 1.発表者: 鈴木 龍二(東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 博士課程 1年) 坂野 昌人(東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 博士課程 2年) 明石 遼介(理化学研究所 創発物性科学研究センター 計算物質科学研究チーム 特別研究員/ERATO 磯部縮退π集積プロジェクト 研究員) 石坂 香子(東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 准教授) 有田 亮太郎(理化学研究所 創発物性科学研究センター 計算物質科学研究チーム チームリーダー/ERATO 磯部縮退π集積プロジェ...
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理研、グラフェンの物性制御に向け新しい「炭素−酸素結合」の構造を解明
グラフェンの物性制御に向け新しい「炭素−酸素結合」の構造を解明 −「エノラート」構造が「エポキシ」構造に比べより安定的に生成− <ポイント> ・金属とグラフェンの接触でグラフェン表面の電子状態が大きく変化 ・体系的なグラフェン表面の化学修飾が可能に ・グラフェンを利用した次世代の高機能電子デバイス開発に寄与 <要旨> 理化学研究所(理研、野依良治理事長)は、金属電極に接触した「酸化グラフェン[1]」の化学構造を理論的に調べ、「エノラート[2]」構造という高い反応性の化学種であることを発見しました。これは、理研Kim表面界面科学研究室の鄭載勲(ジョン ジェフン)国際特別研究員、林...
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東北大と東大、グラフェンの「質量ゼロ」電子を反映した超高速状態を直接観察に成功
グラフェンの超高速電子状態を直接観察 −次世代光デバイスの開発を裏付ける− 1.発表者:松田巌(東京大学物性研究所 准教授) 吹留博一(東北大学電気通信研究所情報デバイス研究部 准教授) 2.発表のポイント: ◆ダイヤモンドと同じ元素組成をもつグラフェンは、電子が"質量ゼロ"の状態を有する。 ◆グラフェンの"質量ゼロ"電子を反映した超高速の状態を初めて直接観察することに成功した。 ◆光通信やレーザー発振などの光学グラフェンデバイスの開発において前提となっている状態の裏付けと特性評価が行われ、本成果はその設計に重要な役割を果たすと期待される。 3.発表概要...
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東レ、単層カーボンナノチューブ薄膜トランジスタで最高レベルの移動度を達成
単層カーボンナノチューブ薄膜トランジスタで世界最高レベルの移動度を達成 −半導体型単層CNTと半導体ポリマーの複合化により半導体特性を極大化− 東レ株式会社(本社:東京都中央区、社長:、以下「東レ」)は、このたび、単層カーボンナノチューブ薄膜トランジスタ(Carbon Nano−Tube Thin Film Transistor:以下「CNT−TFT」)において、塗布型TFTとしては世界最高レベルとなる移動度1)13cm2/Vs、オンオフ比2)106を達成しました。半導体純度を大幅に高めた単層CNTと当社独自で開発した半導体ポリマーを複合化することにより、単層CNTの高い半導体特性を十分に引き出すことに成功したものです。今後、2016年近傍での実...
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東北大、中性粒子ビーム加工技術を用い無欠陥エッジ構造を持つグラフェンナノリボンを作製
超低損傷中性粒子ビーム加工プロセス技術により世界で初めて 欠陥のないエッジ構造をもつグラフェンナノリボンを実現 =超高速グラフェンナノデバイスの製造プロセスを提案= 【研究概要】 東北大学 原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)および流体科学研究所(IFS)の寒川誠二教授の研究グループは、寒川教授が独自に提案した中性粒子ビーム加工技術を用いてグラフェンシートに損傷を与えず、無欠陥エッジ構造を持つグラフェンナノリボンを作製し、世界で初めて10の4乗以上の高いOn/OFF比をもつ電気特性を実現いたしました。 シリコンに代わる次世代トランジスタ材料として注目されるグラフェン(注1)ですが、シー...
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富士キメラ総研、有機エレクトロニクスデバイスとその材料の世界市場の調査結果を発表
有機ELディスプレイや有機EL照明、有機半導体、有機系太陽電池、有機電池など 有機エレクトロニクスデバイスとその材料の世界市場を調査 ディスプレイや照明の拡大と、有機系の太陽電池や半導体などが本格化し 2030年の有機エレクトロニクスデバイス市場は2012年比12倍の7兆1,554億円 有機エレクトロニクスデバイス市場の拡大とフレキシブル化のなどの進展により 2030年の材料市場は2012年比18倍の9,724億円 マーケティング&コンサルテーションの(株)富士キメラ総研(東京都中央区日本橋小伝馬町 社長 田中 一志03−3664−5839)は、2013年3月から5月にかけ、フレキ...
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グラフェンのナノパターン成長技術を確立 〜シリコンとグラフェンが融合した多機能集積回路へ道〜 <概要> 東北大学電気通信研究所(宮城県仙台市、以下東北大通研)の吹留博一准教授らは、東北大学大学院工学研究科、及び(公財)高輝度光科学研究センター(兵庫県佐用郡佐用町、以下JASRI)と共同で、次世代材料として有望視されているグラフェンとシリコン(Si)テクノロジーとの融合デバイスの実現に向けた、微細加工Si基板上へのグラフェンの位置選択的な結晶成長技術の確立に初めて成功しました。本研究成果は、立体的なグラフェンによる多機能集積回路の基盤技術になることが期待されます。 <背景> 炭素の二次元...
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NTTと東工大、グラフェンを用いてプラズモンの伝搬速度制御ができることを実証
グラフェンを用いたプラズモンの伝搬制御を世界で初めて実証 〜電子の波を利用したナノ領域での回路の高速化、超低消費電力化へ前進〜 日本電信電話株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:鵜浦博夫、以下 NTT)と国立大学法人東京工業大学(東京都目黒区、学長:三島良直、以下 東工大)は、電子の移動度が高いなどの特性から近年注目されているグラフェン(※1)を利用することにより、電子の波であるプラズモン(※2)の伝搬速度を二桁に渡り制御できることを世界で初めて実証しました。従来、プラズモンの研究では金属が用いられていましたが、NTTと東工大はグラフェンに着目し電子密度等を変化させること...
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東北大、2層の黒鉛にカルシウム原子をサンドしたグラフェン層間化合物作成に成功
ミクロな世界のサンドウィッチ −グラフェン層間化合物の作成に初めて成功− <概要> 東北大学原子分子材料科学高等研究機構の菅原克明助教、一杉太郎准教授、高橋隆教授らの研究グループは、グラファイト(黒鉛)2層の間にカルシウム原子を挿入(サンドウィッチ)した2層グラフェン層間化合物の作成に世界で初めて成功しました。この成果は、グラフェンを用いた高効率なマイクロバッテリーや超薄膜超伝導デバイスへの道を開くものであり、新たな材料科学研究へ大きく貢献することが期待されます。 本成果は、2012年11月5日(米国時間)の週に、米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the...
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NTT、GaN系半導体薄膜素子を成長用サファイア基板から剥離するプロセスを開発
半導体デバイスの利用範囲を大きく広げる世界初のGaN系半導体剥離プロセスを開発 〜紫外光を有効活用できる太陽電池、薄い発光ダイオード(LED)作製などへの適用に期待〜 日本電信電話株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:三浦 惺、以下 NTT)は、現在発光ダイオード(LED)などに広く使用されている窒化ガリウム(以下GaN)系半導体薄膜素子(※1)を成長用サファイア基板(※2)から簡単に剥離するプロセスの開発に成功しました。 今回の技術を用いることにより、2μm(0.002mm)厚といった非常に薄いGaN系半導体薄膜素子を低コストで作製することが可能になります。本技...
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東北大学、Si基板上に成長させた次世代電子材料グラフェンの多機能化に成功
Si基板上へのグラフェン多機能デバイスの開発に道 <概要> 東北大学電気通信研究所の吹留博一助教らは、シリコン(Si)基板の面方位による、Si基板上に成長させた次世代電子材料グラフェン(GOS)の多機能化(金属性・半導体性の切り分け)に成功し、GOSを用いたトランジスタの集積化も可能であることを示しました。 現在の半導体集積技術を用いてグラフェンの多機能化・集積可能性を示したことは、グラフェンの多機能集積回路への道を拓いたという意味で、画期的な成果です。 1.発表内容 国立大学法人東北大学(総長井上明久)電気通信研究所(以下「東北大通研」)の吹留博一助教、末光眞希教授及び...