ナノチューブグループ｜国際ナノアーキテクトニクス研究拠点

■ナノチューブの電気的・機械的特性の電子顕微鏡内‘その場’観察

ピエゾ素子を組み込んだTEM用ホルダーを用いて、電子顕微鏡内で、ナノチューブの電気伝導特性および機械的変形を、‘その場’観察することに成功した。下図右は、１本の窒化硼素ナノチューブのI-V特性を示す。

■封入されたナノチューブの構造と物性

いろいろな封入ナノチューブの構造と物性測定を行っている。Fe-Co磁性体を封入したカーボンナノチューブでは、界面に原子レベルのステップが見られることを観察した。

■液体ガリウムを封入したカーボンナノチューブによる電気スイッチ

液体ガリウムを封入したカーボンナノチューブを、電気的スイッチとして動作させられることを発見した。(1)電極間にナノチューブをおき、AFMによってガリウムの空隙をつくる。(2-4)加熱に伴いガリウムが膨張し、最後にはつながる。この過程で観察された電気特性および、TEM像を下図に示す。

■シリカナノチューブに封入したインジウムの振舞いを観察

シリカナノチューブ内にインジウムを封入することに成功。(Adv. Mater. 16, 37, 2004)その動的振る舞いを、電子顕微鏡で‘その場’観察し、興味深い現象を発見。

■ＢＮナノチューブの曲げ伸ばしの‘その場’観察

多層BNナノチューブの曲げ伸ばし（下図上）と、ねじれ（下図下）を、電子顕微鏡の中で‘その場’観察した様子。新しく導入したTEM-AFMピエゾホルダーを用いて、ナノチューブに力を加え、その様子をビデオカメラで記録した。これらの結果を、Nano Lettersに発表した。［D. Golberg et al. "Direct force measurements and kinking under elastic deformation of individual multiwalled Boron Nitride nanotubes" published online on June 1 (2007).］

■ＢＮナノチューブの‘その場’観察

多層BNナノチューブの可逆的弾性よじれ

多層BNナノチューブの分解過程。硼素粒子が成長し、爆発的に消失する。

■Cナノチューブの‘その場’観察

タングステン電極からの電流に伴う、多層カーボンナノチューブ内包シェルの段階的吸収

ジュール加熱とエレクトロマイグレーションにより、多層カーボンナノチューブに封入された銅が、徐々に溶融し放出される様子