グラフェン 炭素 書籍

No.1704


 

グラフェンが拓く材料の新領域

〜物性・作製法から実用化まで〜

わが国のグラフェンの研究、応用・実用化に取り組む第一線の執筆者陣が、物性・作製法から新材料としての
用途開発の現状までを詳解。

グラフェンの優れた特徴を生かして、次世代材料としての新しい可能性を切り拓くヒントが満載。

 


発刊 2012年6月12日
体裁 B5判 268頁
定価 34,800円(税抜)
発行 (株)エヌ・ティー・エス
販売 (株)技術情報協会

執筆者 計31名
榎 敏明 東京工業大学 大学院理工学研究科 特任教授
越野 幹人 東北大学 大学院理学研究科 物理学専攻 准教授
若林 克法 (独)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 独立研究者
荻野 俊郎 横浜国立大学 大学院工学研究院 教授
塩山 洋 (独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 主任研究員
松尾 吉晃 兵庫県立大学 大学院工学研究科 物質系工学専攻 准教授
桑 雄二 東北大学 多元物質科学研究所 計測研究部門 教授
小川 修一 東北大学 多元物質科学研究所 計測研究部門 助教
末光 眞希 東北大学 電気通信研究所 固体電子工学研究分野 教授
藤田 淳一 筑波大学 数理物質系 教授
永瀬 雅夫 徳島大学 工学部 電気電子工学科 教授
日比野 浩樹 日本電信電話株式会社 NTT物性科学基礎研究所 機能物質科学研究部 部長
新谷 紀雄 (独)物質・材料研究機構 先端材料プロセスユニット一次元ナノ材料グループ
リサーチアドバイザー
近藤 大雄 (独)産業技術総合研究所 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター
特定集中研究専門員/(株)富士通研究所
陽 完治 北海道大学 量子集積エレクトロニクス研究センター 教授
塚越 一仁 (独)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 主任研究者
宮崎 久生 (独)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 ポストドクター研究員
黎 松林 (独)物質・材料研究機構 ICYS-MANA ICYS-MANA研究員
佐野 栄一 北海道大学 量子集積エレクトロニクス研究センター 教授
上野 啓司 埼玉大学 大学院理工学研究科物質化学部門 准教授
佐藤 昭 東北大学 電気通信研究所 超ブロードバンド信号処理研究室 助教
白石 誠司 大阪大学 大学院基礎工学研究科 教授
中村 潤児 筑波大学 数里物質系 教授
Siburian Rikson 筑波大学
唐  捷 (独)物質・材料研究機構 先端材料プロセスユニット 一次元ナノ材料グループ 主任研究員
Lu-chang Qin University of North Carolina at Chapel Hill Department of Physics
and Astronomy Professor
大野 恭秀 大阪大学 産業科学研究所 半導体量子科学研究分野 助教
松本 和彦 大阪大学 産業科学研究所 半導体量子科学研究分野 教授
二瓶 瑞久 (独)産業技術総合研究所 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター
特定集中研究専門員
佐藤 元伸 (独)産業技術総合研究所 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター
特定集中研究専門員
川端 章夫 (独)産業技術総合研究所 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター
特定集中研究専門員
■ 目 次
第1編 序文(榎 敏明)
1 はじめに
2 炭素同素体の多様性
    3 グラフェンは炭素材料の基幹物質

第2編 グラフェンの物性

第1章 グラフェンの基礎物性(越野 幹人)
1 はじめに
2 グラフェンの電子構造:決して止まらない電子
3 グラフェンの電気伝導
4 グラフェンの光学特性:単原子膜がなぜ見えるか
5 磁場中のグラフェン:ランダウ準位と巨大反磁性
6 積層グラフェン

第2章 ナノグラフェンに現れる特異な電子物性(若林 克法)
1 はじめに
2 グラフェンの電子構造
3 グラフェンのナノスケール効果
4 グラフェンのエッジ・スピン効果
5 おわりに


第3編 グラフェンの作製法と評価

【総説】 グラフェン形成の進展と課題(荻野 俊郎)
1 はじめに
2 作製法と評価の概要

第1章 グラフェン作製技術の現状と課題 第1節 グラファイトからのグラフェン剥離法(塩山 洋)
1 はじめに
2 粘着テープ法
3 インターカレーション反応を応用した機械的剥離法
4 超音波印加に関する考察
5 電気化学的インターカレーションに伴うグラファイトの粉砕

第2節 化学的手法によるグラフェンの合成(松尾 吉晃)
1 はじめに
2 酸化グラフェンについて
3 酸化グラフェンの還元によるグラフェンの合成
4 その他の化学法
5 おわりに

第3節 CVD 法(桑 雄二/小川 修一)
1 グラフェンCVD 合成の基礎と特徴
2 触媒CVD によるグラフェン成長の展開
3 プラズマCVD によるグラフェン成長の展開
4 おわりに

第4節 エピタキシャルグラフェン法(末光 眞希)
1 SiC 基板上エピタキシャルグラフェン
2 Si 基板上のエピタキシャルグラフェン成長技術
3 Si 基板上SiC 薄膜の上のグラフェン形成とその評価
4 まとめ

第5節 グラフェンナノリボンの合成(藤田 淳一)
1 はじめに
2 グラフェンナノリボンのバンドギャップ
3 ナノリボンの合成方法
4 おわりに

第2章 作製法とその特性評価・物性制御

第1節 グラフェン層の構造と特性の評価(荻野 俊郎)
1 はじめに
2 光学顕微鏡
3 走査プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscopy) 4 ラマン分光法
5 原子構造観察手法
6 その場観察手法

第2節 SiC 上グラフェンの物性制御(永瀬 雅夫/日比野 浩樹)
1 はじめに
2 水素インターカレーションによる物性制御
3 基板との相互作用による電子物性変調
4 おわりに


第4編 グラフェン複合材料とその応用可能性


【総説】 グラフェン複合化による性能向上と新規な領域(新谷 紀雄)
1 はじめに
2 グラフェンの複合化素材としてのインパクト
3 グラフェンの特性をプラスチックに生かすための複合化

第1章 グラフェン/プラスチック複合材料(新谷 紀雄)
1 はじめに
2 プラスチックの高強度化
3 プラスチックの導電性化
4 プラスチックの熱伝導性化
5 ガスバリア―プラスチック

第2章 シートおよび積層構造(新谷 紀雄)
1 はじめに
2 グラフェンシート
3 グラフェン積層化・3 次元構造化

第3章 炭素複合構造体(近藤 大雄)
1 はじめに
2 複合構造体の特徴
3 複合構造体の構造
4 複合構造体合成のメカニズム
5 複合構造体の今後の展望


第5編 産業利用としての実用化開発の動向

第1章 グラフェン薄膜トランジスタ(陽 完治)
1 はじめに
2 グラフェントランジスタのDC 特性
3 オンオフ比の改善の試み
4 非飽和特性の改善
5 高周波デバイスへの応用
6 グラフェン薄膜トランジスタの利点と今後の展望

第2章 集積回路(IC,LSI)の開発

第1節 次世代集積回路のためのグラフェン半導体特性(塚越 一仁/宮崎 久生/黎 松林)
1 はじめに
2 実 験
3 おわりに

第2節 RF 回路と論理回路への適用(佐野 栄一)
1 はじめに
2 FET 性能
3 RF 回路
4 論理回路
5 今後の課題
6 おわりに

第3章 酸化グラフェン薄膜の透明導電膜への応用(上野 啓司)
1 はじめに
2 グラフェン透明導電膜の形成手法
3 グラフェン透明導電膜の可能性
4 グラファイト単結晶の単層剥離,可溶化
5 酸化グラフェン塗布膜形成と還元
6 塗布形成グラフェン透明電極を用いた有機薄膜太陽電池
7 酸化グラフェンの正孔輸送層への応用
8 塗布形成グラフェン透明電極を用いた半透明有機薄膜電界効果トランジスタ
9 おわりに

第4章 プラズモニクス,レーザ応用(佐藤 昭)
1 はじめに
2 ゼロバンドギャップを活用したテラヘルツ波レーザ
3 グラフェンによるテラヘルツプラズモニクス
4 おわりに  

第5章 スピントロニクス素子としての応用(白石 誠司)
1 はじめに
2 グラフェンを用いたスピントロニクス

第6章 エネルギー分野への応用

第1節 グラフェンを用いた燃料電池電極触媒(中村 潤児/Siburian Rikson)
1 はじめに
2 グラフェン担持触媒の特徴
3 グラフェン担持触媒の活性
4 窒素ドープグラフェン触媒
5 おわりに

第2節 グラフェン複合電極とキャパシタの大容量化(唐 捷/Lu-Chang Qin)
1 はじめに
2 グラフェンの特性
3 グラフェンの作製と複合化
4 グラフェンキャパシタ
5 グラフェン複合材料のキャパシタ特性
6 グラフェン複合材料キャパシタの将来性,社会への波及効果と今後の展開

第7章 センサ材料(大野 恭秀/松本 和彦)
1 グラフェンの特性とタンパク質検出の仕組み
2 試料作製
3 タンパク質の電荷検出
4 アプタマー修飾G-FET による特定タンパク質の検出 5 おわりに

第8章 配線(LSI)への応用(二瓶 瑞久/佐藤 元伸/川端 章夫)
1 はじめに
2 カーボン材料の配線材料としての優位性
3 多層グラフェン形成技術
4 多層グラフェンの電気伝導
5 CNT /多層グラフェン接合
6 おわりに




付録 世界の主要なグラフェン研究拠点と研究推進機構(2011 年時点)(新谷 紀雄)

 

1 世界の主要なグラフェン研究拠点  
2 ヨーロッパにおけるグラフェンフラッグシップ

 

グラフェン 炭素 書籍

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