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書籍詳細

  カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック

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発行年月日:2011/09/12 , 判 型: B5,  ページ数:368頁

ISBN:978-4-339-06621-0,  定 価:10,800円 (本体10,000円+税)

ジャンル:

本ハンドブックでは,カーボンナノチューブの基本的事項を解説しながら,エレクトロニクスへの応用,近赤外発光と吸収によるナノチューブの評価と光通信への応用の可能性を概観。最近嘱目のグラフェンやナノリスクについても触れた。

【目次】

1. CNTの作製
1.1 熱分解法
1.1.1 熱CVD
1.1.2 プラズマCVD
1.2 アーク放電法
1. CNTの作製
1.1 熱分解法
1.1.1 熱CVD
1.1.2 プラズマCVD
1.2 アーク放電法
1.2.1 不活性ガスおよび水素ガス中アーク
1.2.2 大気中アーク
1.2.3 高温パルスアーク
1.3 レーザー蒸発法
1.3.1 レーザー蒸発法とナノカーボン類の生成
1.3.2 加熱炉レーザー蒸発法装置
1.3.3 レーザー蒸発法における初期過程
1.3.4 チューブの成長と直径制御
1.4 その他の作製法
1.4.1 SiCの表面分解
1.4.2 プラズマフレーム加熱

2. CNTの精製
2.1 SWCNT
2.1.1 触媒金属の除去とSWCNTの精製
2.1.2 金属と半導体SWCNTの分離
2.2 MWCNT

3. CNTの構造と成長機構
3.1 SWCNT
3.1.1 SWCNTの構造
3.1.2 SWCNTの成長モデル
3.2 MWCNT
3.2.1 MWCNTの構造
3.2.2 DWCNT
3.2.3 MWCNTの成長モデル
3.3 特殊なCNTと関連物質
3.3.1 ナノホーン
3.3.2 カーボンマイクロコイルの特性と応用
3.3.3 カーボンナノコイル
3.3.4 バンブー型CNTとカップ積層型CNT
3.4 CNT成長のTEMその場観察
3.4.1 はじめに
3.4.2 ETEM観察
3.4.3 CNT成長初期過程のETEMその場観察
3.4.4 CNT成長中のナノ粒子触媒の構造
3.4.5 CNT成長方向の変化
3.4.6 まとめ
3.5 ナノカーボンの原子分解能TEM観察
3.5.1 DWCNTの光学異性体の決定
3.5.2 グラフェンの端の観察

4. CNTの電子構造と輸送特性
4.1 グラフェン,CNTの電子構造
4.1.1 ハチの巣格子とカイラルベクトル
4.1.2 電子状態
4.1.3 ニュートリノ描像
4.2 グラフェン,CNTの電気伝導特性
4.2.1 後方散乱の消失と理想コンダクタンス
4.2.2 完全伝導チャネル
4.2.3 特殊時間反転対称性とその破れ
4.2.4 曲率と格子ひずみの効果
4.2.5 格子振動と電子格子相互作用
4.2.6 トポロジカル欠陥
4.2.7 MWCNT
4.2.8 まとめ

5. CNTの電気的性質
5.1 SWCNTの電子準位
5.2 CNTの電気伝導
5.2.1 はじめに
5.2.2 弱結合領域の伝導
5.2.3 強結合,中間結合領域における電気伝導
5.2.4 半導体CNTの単電子伝導
5.2.5 まとめ
5.3 磁場応答
5.4 ナノ炭素の磁気状態

6. CNTの機械的性質および熱的性質
6.1 CNTの機械的性質
6.1.1 はじめに
6.1.2 CNTの振動による解析
6.1.3 静的な横方向からのたわみによる解析
6.1.4 オイラーの座屈荷重による解析
6.1.5 引張破断強度
6.1.6 まとめ
6.2 CNT撚糸の作製と特性
6.2.1 はじめに
6.2.2 CNTの機械的性質
6.2.3 ブラシ状CNTからの撚糸
6.2.4 合成反応領域からの直接撚糸
6.2.5 CNT撚糸の特性
6.2.6 まとめ
6.3 CNTの熱的性質
6.3.1 熱容量
6.3.2 熱伝導
6.3.3 熱膨張

7. CNTの物質設計と第一原理計算
7.1 CNT,ナノカーボンの構造安定性と物質設計
7.1.1 はじめに
7.1.2 第一原理電子構造計算手法によるエネルギー論
7.1.3 CNTにおける詳細構造
7.1.4 CNTとグラフェンを用いた物質設計
7.1.5 今後の展望
7.2 強度設計
7.2.1 はじめに
7.2.2 強度を知るための計算手法
7.2.3 グラフェンの劈開による端形成
7.2.4 グラフェン端の反応性と融合による新奇構造形成
7.2.5 CNTバンドルの融合
7.2.6 グラフィティックネットワークに形成される欠陥構造
7.3 時間発展計算
7.3.1 はじめに
7.3.2 計算手法
7.3.3 計算結果
7.3.4 CNTの光応答
7.3.5 まとめ
7.4 CNT大規模複合構造体の理論
7.4.1 はじめに
7.4.2 ピーポッドのエネルギー論
7.4.3 ピーポッドの電子構造
7.4.4 CNTへの分子挿入
7.4.5 ダイヤモンドナノワイヤー
7.4.6 まとめ

8. CNTの光学的性質
8.1 CNTの光学遷移
8.1.1 エネルギーバンド
8.1.2 バンド間許容遷移
8.1.3 励起子
8.1.4 励起子発光の磁場による増強効果
8.1.5 垂直な偏光の準暗励起子状態
8.2 CNTの光吸収と発光
8.2.1 CNTの発光の観測
8.2.2 CNTの光吸収の観測
8.2.3 光吸収・発光の選択則
8.2.4 カッティングラインの概念
8.2.5 CNTの励起子
8.2.6 CNTの励起子の分類と相互作用
8.2.7 エレクトロルミネセンス
8.3 グラファイトの格子振動
8.3.1 結晶中の格子振動の構造
8.3.2 グラフェンの振動モード
8.3.3 グラフェンのフォノン分散関係
8.3.4 グラファイトのフォノンの観測と計算
8.4 CNTの格子振動
8.4.1 ツイストモード
8.4.2 ラジアルブリージングモード
8.4.3 G+とG-モードの分離
8.4.4 金属CNTのフォノンソフト化
8.4.5 CNTの二重共鳴ラマンモード
8.5 ラマン散乱スペクトル
8.5.1 ラマン散乱
8.5.2 SWCNTのラマン散乱スペクトル
8.5.3 共鳴ラマン散乱効果と片浦プロット
8.5.4 ラマンスペクトルの環境依存性
8.6 非線形光学効果
8.6.1 非線形分極と光学定数
8.6.2 SWCNTバンドルの非線形光学応答
8.6.3 孤立SWCNTの非線形光学効果
8.6.4 SWCNTの光通信技術への応用

9. CNTの可溶化,機能化
9.1 物理的可溶化および化学的可溶化
9.1.1 物理修飾による可溶化
9.1.2 化学的可溶化
9.2 機能化
9.2.1 バイオアプリケーション
9.2.2 エネルギーデバイス
9.2.3 光熱変換デバイス

10. 内包型CNT
10.1 ピーポッド
10.1.1 内包CNT
10.1.2 ピーポッドの高収率合成法
10.1.3 ピーポッド生成のメカニズム
10.1.4 フラーレンピーポッドの構造
10.1.5 ピーポッドの電子物性
10.1.6 ピーポッドの電子デバイス応用
10.1.7 ピーポッド内での新しい化学反応
10.1.8 ピーポッドとナノの反応場
10.2 水内包SWCNT
10.3 酸素など気体分子内包SWCNT
10.4 有機分子内包SWCNT
10.4.1 はじめに
10.4.2 合成法と内包の確認
10.4.3 有機分子内包によるSWCNT物性の変化
10.4.4 SWCNTをテンプレートとした1次元ナノ構造創製
10.5 微小径ナノワイヤー内包CNT
10.5.1 はじめに
10.5.2 ナノテンプレート反応を利用したナノワイヤーの合成法
10.5.3 直接ナノフィリング法
10.6 金属ナノワイヤー内包CNT

11. CNTの応用
11.1 複合材料
11.1.1 セラミックスとナノカーボンの複合体
11.1.2 樹脂との複合材料
11.2 電界放出電子源
11.2.1 CNTエミッターの種類と作製
11.2.2 CNTエミッターの評価
11.2.3 光源への応用
11.2.4 電界放出ディスプレイへの応用
11.2.5 電子顕微鏡用電子源
11.2.6 小型X線源用電子源
11.2.7 その他の電子源
11.3 電池電極材料
11.3.1 リチウムイオン二次電池
11.3.2 燃料電池
11.3.3 電気二重層キャパシター
11.4 エレクトロニクス
11.4.1 CNT電界効果トランジスター
11.4.2 配線応用
11.4.3 透明電極
11.4.4 バイオセンサー
11.4.5 ガスセンサー
11.4.6 スピンデバイス
11.5 フォトニクス
11.5.1 はじめに
11.5.2 CNTの光学特性と光デバイス化
11.5.3 CNTを用いたモード同期光ファイバーレーザー
11.5.4 CNTを用いた光非線形機能デバイス
11.5.5 今後の展望
11.6 MEMS,NEMS
11.6.1 はじめに
11.6.2 CNT探針
11.6.3 CNTピンセット
11.6.4 質量計測用CNT振動子
11.6.5 ラジオ受信機
11.6.6 CNTモーター
11.6.7 まとめ
11.7 ガスの吸着と貯蔵
11.7.1 CNTの細孔構造
11.7.2 CNTへの水素吸着
11.7.3 CNTのバンドル構造制御
11.8 触媒の担持
11.9 ドラッグデリバリーシステム
11.10 医療応用
11.10.1 はじめに
11.10.2 がん治療への応用
11.10.3 再生医療への応用
11.10.4 生体材料
11.10.5 CNTの骨組織への影響
11.10.6 まとめ

12. グラフェンと薄層グラファイト
12.1 グラフェンの作製
12.1.1 剥離グラフェンの作り方と判定方法
12.1.2 固体上のグラフェン成長技術
12.1.3 大面積グラファイト膜の作製と応用
12.1.4 大面積グラフェンの低温成長
12.2 グラフェンの物理
12.2.1 グラフェンの電子構造
12.2.2 電子輸送
12.2.3 スピン輸送
12.2.4 グラフェンの物理
12.3 グラフェンの化学
12.3.1 はじめに
12.3.2 化学修飾の目的
12.3.3 グラフェンの反応性
12.3.4 グラフェンの化学修飾プロセス
12.3.5 応用と展望

13. CNTの生体影響とリスク
13.1 CNTの安全性
13.1.1 はじめに
13.1.2 アメリカ合衆国におけるCNT安全性評価
13.1.3 欧州および日本におけるCNT安全性評価
13.1.4 CNT安全性評価法
13.1.5 CNTの安全性評価
13.1.6 まとめ
13.2 ナノカーボンの安全性
13.2.1 はじめに
13.2.2 CNTの安全性評価
13.2.3 フラーレンの安全性評価
索引

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