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東京大学大学院理学系研究科

理化学研究所

概要

グラフェンは、高い電気伝導性・熱伝導性、化学耐性、機械耐性、高効率で広帯域の光吸収特性などを持つ炭素による２次元シートです。この２次元シートを用いて離散幾何学で知られている立体的な周期的曲面構造を構築すると単純な２次元グラフェンとは異なる特性が発現し、様々な用途への展開が可能になると予測されています。

東北大学材料科学高等研究所の陳明偉教授、岡山理科大学理学部の田邉洋一准教授、筑波大学数理物質系の伊藤良一准教授らの研究グループは、炭素1個分の厚さしかない原子層物質である２次元グラフェンシートをモチーフとする３次元構造体を作製し、立体的な曲面構造を持つグラフェンが２次元グラフェンの特性を大きく上回る優れた物質であること、さらに立体的な曲面構造がグラフェンの特性にどのように影響するのかを明らかにしました。

本研究成果により様々な立体グラフェンデバイスの開発が進むことが期待されます。

図. 走査型電子顕微鏡で観察した曲率半径が異なる３次元ナノ多孔質グラフェン像
(a) 曲率半径500-1000 nmの多孔質グラフェンの電子顕微鏡像）
(b) 曲率半径50-150 nmの多孔質グラフェンの電子顕微鏡像）
(c) 曲率半径25-50 nmの多孔質グラフェンの電子顕微鏡像

本研究はドイツ科学雑誌「Advanced Materials」に2020年10月28日（現地時間）付けでオンライン掲載されました。

なお、本研究には物理学専攻博士課程の内藤 智也大学院生が参加しています。

詳細については、東北大学のホームページをご覧ください。