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書籍詳細

  カーボンナノチューブの材料科学入門

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齋藤弥八 名大教授 工博 編著

坂東俊治 名城大助教授 博士(理学) 著

中山喜萬 大阪府立大教授 工博 著

春山純志 青山学院大助教授 工博 著

久保佳実 日本電気(株) 博士(工学) 著

発行年月日:2005/03/22 , 判 型: A5,  ページ数:250頁

ISBN:978-4-339-06606-7,  定 価:3,672円 (本体3,400円+税)

ジャンル:

材料科学に新分野を創出し,エレクトロニクスからエネルギー分野まで広範囲な応用が期待されるナノテクノロジー材料の典型物質「カーボンナノチューブ」について,その製法から物性,実用の可能性までを解説した。

【目次】

1. カーボンナノチューブの構造と成長
 1.1 カーボンナノチューブの構造
  1.1.1 カイラルベクトル
  1.1.2 並進ベクトル
 1.2 カーボンナノチューブの種類
1. カーボンナノチューブの構造と成長
 1.1 カーボンナノチューブの構造
  1.1.1 カイラルベクトル
  1.1.2 並進ベクトル
 1.2 カーボンナノチューブの種類
  1.2.1 単層ナノチューブ
  1.2.2 多層ナノチューブ
  1.2.3 二層ナノチューブ
  1.2.4 特殊な多層ナノチューブ
  1.2.5 カーボンナノチューブ関連物質
 1.3 カーボンナノチューブの作製法
  1.3.1 アーク放電法
  1.3.2 特殊な放電法
  1.3.3 レーザー蒸発法
  1.3.4 化学気相成長法
  1.3.5 その他の作製法
 1.4 カーボンナノチューブの直径制御
  1.4.1 SWNTの直径
  1.4.2 DWNTとMWNTの直径
 1.5 カーボンナノチューブの成長機構
  1.5.1 SWNT
  1.5.2 MWNT
  1.5.3 DWNT
 1.6 CNT試料の純度と精製
  1.6.1 触媒金属の除去とSWNTの精製
  1.6.2 SWNTの純度の評価
  1.6.3 SWNTの長さの分離
  1.6.4 金属と半導体SWNTの分離

2. カーボンナノチューブの力学的および熱的性質
 2.1 力学的性質
  2.1.1 ヤング率
  2.1.2 引張強度
 2.2 熱的性質
  2.2.1 フォノン分散関係と状態密度
  2.2.2 熱容量
  2.2.3 熱伝導率
  2.2.4 熱膨張

3. カーボンナノチューブ複合体の振動特性と電子構造
 3.1 C60を内包したナノチューブの作製
 3.2 フラーレン内包ナノチューブのラマン散乱
  3.2.1 CNTにおけるラマン活性な振動モード
  3.2.2 C60内包ナノチューブのラマン散乱
  3.2.3 C70,C76,C78,C84などの高次フラーレンを内包したナノチューブのラマン散乱
 3.3 二層ナノチューブのラマン散乱
  3.3.1 ピーポッドから二層ナノチューブへ
  3.3.2 二層ナノチューブの励起波長依存ラマン散乱
  3.3.3 二層ナノチューブへの電荷移動
 3.4 Gd@C82を内包した単層ナノチューブの磁性
 3.5 ナノホーンの磁気特性
  3.5.1 電子スピン共鳴特性
  3.5.2 磁化曲線および静磁化率
  3.5.3 芳香族性

4. カーボンナノチューブのナノマニピュレーションとナノエンジニアリング
 4.1 ナノチューブのマニピュレーション
  4.1.1 使われるナノチューブ
  4.1.2 ナノチューブの電気泳動とナノチューブカートリッジ
  4.1.3 ナノファクトリーによるマニピュレーション
 4.2 ナノチューブデバイスの高性能化を目指したナノエンジニアリング
  4.2.1 機械的性質の計測
  4.2.2 電気的性質の計測
  4.2.3 多層ナノチューブ先端の先鋭化
  4.2.4 多層ナノチューブから単層ナノチューブの抽出
  4.2.5 電子ビーム照射によるナノチューブ先端の研磨
 4.3 ナノチューブ探針の性能
  4.3.1 SPMの原理
  4.3.2 半導体材料の評価
  4.3.3 生物科学分野への展開
 4.4 ナノチューブピンセットの特性
  4.4.1 ピンセット動作の原理
  4.4.2 ピンセットの特性
 4.5 ナノマニピュレータ
 4.6 あとがき

5. ナノ物性とナノエレクトロニクス
 5.1 カーボンナノチューブと二次元電子ガス系
 5.2 カイラリティと電気伝導の概要
 5.3 単層カーボンナノチューブにおけるバリスティック電子輸送特性
  5.3.1 量子・メゾスコピック効果と特徴長
  5.3.2 朝永・ラッティンジャー液体(TLL):一次元電子間相互作用
  5.3.3 量子ドットとしてのカーボンナノチューブ
 5.4 多層カーボンナノチューブにおける電子波位相干渉
  5.4.1 局在と普遍的伝導度揺らぎ(UCF)
  5.4.2 Altshuler-Aronov-Spivak(AAS)振動
 5.5 超伝導
  5.5.1 近接効果超伝導
  5.5.2 純粋な超伝導転移
 5.6 ナノエレクトロニクス
  5.6.1 ambipolar特性
  5.6.2 ショットキー障壁トランジスタ
  5.6.3 論理ゲート
  5.6.4 山積する問題
  5.6.5 量子コンピューティングと量子テレポーテーション
 5.7 あとがき

6. カーボンナノチューブ電界エミッタ
 6.1 電界放出とカーボンナノチューブの特長
 6.2 電界放出顕微鏡法でみたカーボンナノチューブ
  6.2.1 電子線干渉縞
  6.2.2 単一の五員環からの電界放出電子のエネルギー分布
  6.2.3 単一の五員環から放出された電子線の輝度
 6.3 電界イオン顕微鏡法によるカーボンナノチューブ先端の観察
 6.4 ディスプレイデバイスへの応用
  6.4.1 ランプ型デバイス
  6.4.2 フラットパネル型デバイス
 6.5 X線管への応用

7. 電池電極材料
 7.1 電池の概要とカーボン材料の役割
 7.2 リチウムイオン二次電池
 7.3 スーパーキャパシター
 7.4 燃料電池

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