課題番号                ：S-20-NI-0029

利用形態                ：共同研究

利用課題名（日本語）    ：ナノカーボン材料の微細構造観察

Program Title (English) ：Microstructure observation of nanocarbon materials

利用者名（日本語）      ：Kamal P. Sharma¹⁾, 浅香透²⁾, 丸山隆浩^1,3)

Username (English)     ：Kamal P. Sharma¹⁾, T. Asaka²⁾, T. Maruyama^{1, 3)}

所属名（日本語）        ：1) 名城大学ナノマテリアル研究センター, 2) 名古屋工業大学大学院, 3) 名城大学理工学部

Affiliation (English)  ：1) Nanomaterials Rsearch Center, Meijo University, 2) Nagoya Institute of　Technology， 3) Department of Applied Chemistry, Meijo University

１．概要（Summary ）

グラフェンは，厚さが原子１個分であるため，高い電子線の透過率を有する。そのため，高分解能透過電子顕微鏡（TEM）観察用のグリッド膜として用いられている。しかし，従来のグラフェンTEMグリッドの作製法では，化学気相成長（CVD）法などで作製したグラフェンを転写する必要があった。本研究では，アモルファスカーボン膜に金属プラズマを照射することで，簡便にグラフェン膜を形成できることを見出した。

２．実験（Experimental）

厚さ20-25 nmのアモルファスカーボン膜TEMグリッド（応研商事）に対し，パルスアークプラズマガンを用いて，Coプラズマを照射した。その後，TEM観察およびラマン分光測定により，評価を行った。TEM観察は日本電子のJEM ARM 200Fを用い，ラマン分光測定は，ナノフォトン社のRamanForceにより励起波長532 nmで行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）

図１(a)にCoプラズマを３パルス照射したときのアモルファスカーボンのラマンスペクトルを，また，(b)にG/D比と２D/G比，およびその半値幅を示す。140V以上で照射したとき，明瞭なGバンドピークが観測され，グラファイト化が進んでいることがわかった。図１(c)から(f)に170VでCoプラズマを照射した膜のＴTEM像とその回折像を示す。(f)に示すように一部にCo粒子が存在したが，触媒粒子の存在は非常に少なく(図１(c))，また，(d)の回折像や(g)の層間距離の結果から，ほぼ全体がグラフェン化していることが確認できた。

４．その他・特記事項（Others）

本研究の一部は，私立大学研究ブランディング事業“新規ナノ材料の開拓と創製による名城大ブランド構築プログラム”の支援を受けました。TEM観察では，名工大 浅香 透 准教授にお世話になりました。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）

(1) K. Sharma, A.K. Sharma, T. Asaka, T. Maruyama, ACS Appl. Nano Mater.,Vol.4（2021）p.p.1485-1494.

(2) K. Sharma, A.K. Sharma, D. Yamamoto, T. Asaka, T. Maruyama, 応用物理学会第68回春季学術講演会, 令和３年３月１７日

(2) K. Sharma, A.K. Sharma, D. Yamamoto, T. Asaka, T. Maruyama, 第６０回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム, 令和３年３月３日

６．関連特許（Patent）

なし