【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0124
利用課題名 / Title
酸化グラフェンの光マニピュレーション
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
原子薄膜/ Atomic thin film,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
鈴木 康孝
所属名 / Affiliation
山口大学 理学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
吉田 美沙
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-605：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #1]
NM-613：リフトオフ装置 [KLO-150CBU]
NM-609：電子銃型蒸着装置 [ADS-E86]
NM-660：マスクレス露光装置 [MLA150]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
黒鉛を一度酸化して再度還元した還元型酸化グラフェン(RGO)が単層のグラフェンと似た電子的性質を有するバルクで得られる物質として注目されている。グラフェンの電気的性質は、基板の種類や積層数によって異なることが報告されているが、還元型酸化グラフェンにおいては、調査されていない。近年、我々の研究グループでは、GOの光マニピュレーションを報告している。コロイド中に単層に剥離しながら分散したRGOでは、基板の界面付近でフロートさせることで特定のRGOの捕捉・操作が可能になる。そこで、本研究では、光マニピュレーションを利用して、特定のRGO１枚だけを取り出し、電気伝導率を測定することで、積層数と導電性の関係を調べることを目指した。
実験 / Experimental
試料は東京化成工業株式会社の酸化グラフェン水分散液を0.01 g/Lの濃度に調製したものを用いた。また、レーザー光の照射及び試料の観察には、532 nmのCWレーザーとCMOSカメラ(ORCA-Flash4.0 V3、浜松ホトニクス製)を搭載した顕微鏡(IX70、オリンパス製)を用いた。対物レンズは倍率60倍、開口数1.20のものを使用した。GOの積層数の決定は、原子間力顕微鏡(AFM)による厚さ・積層数の測定と光学顕微鏡像による吸光度の計算から検量線を作成し、その検量線を用いて行った。これらの実験は、自身の研究室の装置で行なった。また、光操作したGOの電気伝導率の測定のための微小電極の作製は、ARIMのNM-605,609, 613, 660を用いて行った。
結果と考察 / Results and Discussion
光マニピュレーションにより、RGOをARIMの装置を利用して作製した8 µmの幅の四端子電極上に置くことが可能なことが明らかになった。また、AFMと光学顕微鏡像によりGOの積層数と吸光度の関係を調査した結果、顕微鏡から見積もられる吸光度と積層数が線形関係にあることがわかった。このことから、顕微鏡の視野から酸化グラフェンの積層数を見積もることが可能であることが明らかになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Yasutaka Suzuki, Optical manipulation of graphene oxide nanosheets toward arbitrary hetero-stacking of graphene and niobate and titanate nanosheets, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 97, (2024).
DOI: 10.1093/bulcsj/uoae086
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件