JP2018172237A - グラフェンナノリボン及びその製造に用いる前駆体分子 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図1は、第1の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図2は、第2の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図5は、第3の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図7は、第4の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図9は、第5の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図11は、第6の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第7の実施形態について説明する。第7の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図12は、第7の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第8の実施形態について説明する。第8の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図13は、第8の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。
次に、第9の実施形態について説明する。第9の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図14は、第9の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。図15は、第9の実施形態に係る前駆体分子を用いて製造されるGNRの構造式を示す図である。
次に、第10の実施形態について説明する。第10の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図16は、第10の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。図17は、第10の実施形態に係る前駆体分子を用いて製造されるGNRの構造式を示す図である。
次に、第11の実施形態について説明する。第11の実施形態は、アームチェア型のグラフェンナノリボン(AGNR)の製造に好適な前駆体分子に関する。図18は、第11の実施形態に係る前駆体分子の構造式を示す図である。図19は、第11の実施形態に係る前駆体分子を用いて製造されるGNRの構造式を示す図である。
次に、第12の実施形態について説明する。第12の実施形態は、GNRを備えたグラフェンナノデバイス及びその製造方法に関する。図20は、第12の実施形態に係るグラフェンナノデバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。図21は、第12の実施形態に係るグラフェンナノデバイスにおける電極とGNRとの関係を示す図である。
次に、第13の実施形態について説明する。第13の実施形態は、GNRを備えたグラフェンナノデバイス及びその製造方法に関する。図22は、第13の実施形態に係るグラフェンナノデバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。図23は、第13の実施形態に係るグラフェンナノデバイスにおける電極とGNRとの関係を示す図である。
(第14の実施形態)
次に、第14の実施形態について説明する。第14の実施形態は、GNRを備えたガスセンサに関する。図24は、第14の実施形態に係るガスセンサを示す図である。
構造式が下記の化学式1で表され、
下記の化学式1において、
n1及びn2は、0以上5以下の整数であり、
Xは、第1のハロゲン元素であり、
Yは、前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第2のハロゲン元素であり、
Z1は、H又は前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第3のハロゲン元素であり、
Z2は、H又は前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第4のハロゲン元素であり、
Rは、H、OH、SH、NH2、CH3又はOCH3であることを特徴とする前駆体分子。
n1は、3以上5以下の整数であり、
Z1は、前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第3のハロゲン元素であることを特徴とする付記1に記載の前駆体分子。
n2は、3以上5以下の整数であり、
Z2は、前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第4のハロゲン元素であることを特徴とする付記1又は2に記載の前駆体分子。
n1は、0以上2以下の整数であり、
Z1は、Hであることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の前駆体分子。
n2は、0以上2以下の整数であり、
Z2は、Hであることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の前駆体分子。
Xは、Cl、Br又はIであることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の前駆体分子。
付記1乃至6のいずれか1項に記載の前駆体分子の繰り返し単位からなり、
長さ方向に沿った両端のエッジ構造がアームチェア型であることを特徴とするグラフェンナノリボン。
付記7に記載のグラフェンナノリボンを含むことを特徴とするグラフェンナノデバイス。
付記1乃至6のいずれか1項に記載の前駆体分子を複数、第1の温度に加熱して、前記第1のハロゲン元素の脱離及びC−C結合反応を誘起し、ポリマーを得る工程と、
前記ポリマーを前記第1の温度よりも高い第2の温度に加熱して、前記第2のハロゲン元素の脱離及びC−C結合反応を誘起する工程と、
を有することを特徴とするグラフェンナノリボンの製造方法。
前記第1の温度は150℃〜250℃であり、
前記第2の温度は350℃〜450℃であることを特徴とする付記9に記載のグラフェンナノリボンの製造方法。
40:ガスセンサ
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100:前駆体分子
201、301、401、501:ポリマー
202、302、402、502、902、1002、1102:GNR
Claims (9)
- n1は、3以上5以下の整数であり、
Z1は、前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第3のハロゲン元素であることを特徴とする請求項1に記載の前駆体分子。 - n2は、3以上5以下の整数であり、
Z2は、前記第1のハロゲン元素よりも低原子量の第4のハロゲン元素であることを特徴とする請求項1又は2に記載の前駆体分子。 - n1は、0以上2以下の整数であり、
Z1は、Hであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の前駆体分子。 - n2は、0以上2以下の整数であり、
Z2は、Hであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の前駆体分子。 - Xは、Cl、Br又はIであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の前駆体分子。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の前駆体分子の繰り返し単位からなり、
長さ方向に沿った両端のエッジ構造がアームチェア型であることを特徴とするグラフェンナノリボン。 - 請求項7に記載のグラフェンナノリボンを含むことを特徴とするグラフェンナノデバイス。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の前駆体分子を複数、第1の温度に加熱して、前記第1のハロゲン元素の脱離及びC−C結合反応を誘起し、ポリマーを得る工程と、
前記ポリマーを前記第1の温度よりも高い第2の温度に加熱して、前記第2のハロゲン元素の脱離及びC−C結合反応を誘起する工程と、
を有することを特徴とするグラフェンナノリボンの製造方法。
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