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カーボンナノチューブの基礎と工業化の最前線
[コードNo.02NTS045]

■体裁/ B5判 上製 232頁
■発行/ 2002年 1月 11日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 46,224円(税込価格)

執筆者一覧(執筆順)
田中 一義(たなかかずよし)
  昭和48年、京都大学工学部卒業。
  現在、京都大学工学研究科分子工学専攻・ナノ工学高等研究院教授。工学博士。
  専門は量子機能材料、分子ナノテクノロジーおよび環境関連化学物質の反応理論。 
  著書(編集および分担執筆)に『光・電子機能有機材料ハンドブック』(朝倉書店,
 1995)、『The Science and Technology of Carbon Nanotubes』(Elsevier
 Science,1999)、『カーボンナノチューブ(化学フロンティア2)』(化学同人,
 2001)、『白川英樹博士と導電性高分子(別冊化学)』(化学同人,2001)。

中山 喜萬(なかやまよしかず)
  昭和47年、大阪府立大学工学部卒業。同年、松下電器産業株式会社入社。
  昭和54年、大阪府立大学工学部助手。
  現在、同大学大学院工学研究科教授。工学博士(大阪大学)。
  有機半導体、カーボンナノ構造物、ナノテクノロジーに関する研究に従事。

矢田 静邦(やたしずくに)
  昭和46年3月、京都大学理学部物理学科卒業。工学博士。
  鐘紡株式会社にてポリアセン電池の研究開発から事業化までを手掛けた。
  平成10年、株式会社KRI入社。現在、理事・エネルギー変換研究部長。
  大型のリチウム二次電池の研究開発に取り組んでいる。

村上 裕彦(むらかみひろひこ)
  昭和61年、大阪大学工学部大学院修士課程修了。工学博士。
  昭和61〜63年、日本原子力研究所燃料照射研究室。
  昭和63〜平成5年、財団法人超電導工学研究所。
  平成5年〜現在、株式会社アルバック筑波超材料研究所。
  平成11年〜、筑波大学TARAセンター客員助教授(兼務)。

谷垣 勝巳(たにがきかつみ)
  大阪市立大学 大学院 理学研究科 物質科学科 教授
  昭和53年、横浜国立大学工学部応用化学科卒業。
  同大学工学研究科物質工学専攻後期博士課程中退(工学博士)。
  昭和55年、日本電気株式会社(NEC)中央研究所入社。
  平成元年よりつくばNEC基礎研究所、分子エレクトロニクス研究グループの
 グループリーダを勤める。
  平成10年4月より、大阪市立大学大学院理学研究科物質科学科教授。
  専門は、光および高エネルギー反応、微細加工、分子超薄膜、ナノクラスタの
 固体物性物理。

曽根田 靖(そねだやすし)
  平成5年3月、北海道大学大学院工学研究科修了。工学博士。
  同年4月、工業技術院資源環境技術総合研究所入所
 (現在は独立行政法人産業技術総合研究所に改組)。 
  炭素材料を用いた水素吸蔵材開発、高容量キャパシタの開発。

遠藤 守信(えんどうもりのぶ)
  昭和46年3月信州大学大学院工学研究科修士課程修了。
  同年5月株式会社日立製作所を経て、信州大学工学部助手。
  昭和50年10月オルレアン大学博士。
  昭和52年12月信州大学工学部講師。同年5月工学博士。
  昭和53年10月信州大学工学部助教授。
  平成2年4月信州大学工学部教授。
  平成5年4月〜平成7年3月信州大学地域共同研究センター長(併任)。
  平成6年1月〜3月九州大学機能物質科学研究所教授(併任)。
  この間、炭素繊維、カーボンナノファイバー、ナノチューブ、Liイオン電池、
 キャパシタ、炭素構造や活性炭細孔解析の基礎・応用研究に従事。

吉村 昌弘(よしむらまさひろ)
  昭和45年、東京工業大学大学院博士修了。工学博士。
  同年より、同大学工業材料研究所。
  現在、応用セラミックス研究所教授/構造デザイン研究センター長)日本MRS会長。
  材料の環境負荷の観点からソフト(溶液)プロセスを提唱。

Yury Gogotsi
  1986年ウクライナ国立科学アカデニー理学博士。
  同年よりキエフ工科大学(ウクライナ)、カールスルーエ大学(ドイツ)、東京工業
 大学、オスロ大学(ノルウェー)、チュービンゲン大学(ドイツ)で博士研究員。
  1996年からイリノイ大学シカゴ校機械材料科学科助教授、1999年準教授、2000年8月
 よりドレクセル大学材料工学科教授。

Joseph A.Libera
  イリノイ大学シカゴ校、機械材料科博士コース。
  現在、イースウェスタン大学材料科学工学科。

滝川 浩史(たきかわひろし)
  昭和61年、豊橋技術科学大学大学院修士課程修了。
  現在、同大学電機・電子工学系助教授。工学博士。
  プラズマイオンプロセスによる機能性薄膜合成・表面処理および炭素系ナノ材料の合
 成技術開発に従事。

湯田坂雅子(ゆださかまさこ)
  昭和56年、東京都立大学理学研究科化学専攻博士課程修了。理学博士。
  横浜国立大学技官、ヘキストジャパン研究員を経て現在、科学技術振興事業団国際共
 同研究事業「ナノチューブ状物質プロジェクト」研究員。
  ナノチューブの応用に関する研究を行なっている。

大島 哲(おおしまさとし)
  昭和41年、東京工業試験所入所。昭和45年、東京理科大学理学部卒業。工学博士。
  現在、独立行政法人産業技術総合研究所。重油の水素化脱硫、石炭液化。
  現在、カーボンナノチューブの合成。

片桐 進(かたぎりすすむ)
  昭和60年、早稲田大学理工学部理工学研究科卒業。
  同年4月、三菱商事株式会社入社。平成5年〜平成10年、米国三菱商事会社勤務。
  平成11年より、フラーレンインターナショナルコーポレーション社長。

構成と内容
第1講 カーボンナノチューブの構造と物性  田中 一義 京都大学 大学院 工学研究科 分子工学専攻 教授
 1.CNTの構造と作製法   1.1 炭素の同素体     1.2 CNTの特徴と種類  2.CNTの作製法   2.1 アーク放電法     2.2 触媒気相成長法   2.3 SWCNTの作製法    2.4 レーザーアブレーション法   2.5 MWCNTとSWCNTの比較  3.CNTの構造表示   3.1 グラフェンシートの利用  4.理論的解析に基づく電気・電子物性   4.1 ヒュッケル法によるCNTの電子物性予測   4.2 金属−絶縁体転移の考慮   4.3 Hartree−Fock法によるσ電子含めたCNTの電子物性予測   4.4 CNTの電気伝導度測定  5.電子材料としてのCNTの利用可能性   5.1 CNTと半導体との結線の試み   5.2 電界放射(フィールドエミッション)素子   5.3 金属的状態と量子効果  6.今後のCRT開発(大局的)
第2講 走査型プローブ顕微鏡探針の開発  中山 喜萬 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電子物理工学分野 教授
 1.はじめに   1.1 CNTの特徴    1.2 研究の展開  2.CNTの合成   2.1 冷却効果    2.2 高温効果   2.3 生成されたCNT  3.CNTのハンドリング   3.1 高周波における純化と配向      3.2 カートリッジ作成   3.3 電子顕微鏡マニピュレータの開発  4.CNT探針   4.1 探針の長短   4.2 機械的特性  5.CNTの機械的特性の直接計測   5.1 曲げの実験   5.2 挫屈法による実験   5.3 バックリング・フォースによる解析  6.CNT探針の適用   6.1 CNT探針の特徴      6.2 DNA螺旋の観察   6.3 非接触原子間力顕微鏡   6.4 タンパク質PCNAの観察   6.5 タンパク質RFCの観察   6.6 シリコン探針との比較   6.7 調整方法         6.8 CNTの表面電位の計測   6.9 凹凸像          6.10 電位像   6.11 リソグラフィ      6.12 ナノインデンテーション   6.13 磁気力顕微鏡  7.CNTナノピンセット   7.1 デモンストレーション1−ナノファクトリー上のナノチューブ操作   7.2 デモンストレーション2−ピンセット操作  8.おわりに
第3講 リチウム電池・キャパシタへの応用  矢田 静邦 (株)関西新技術研究所 理事・エネルギー変換研究部長
 1.はじめに  2.炭素材料の構造   2.1 黒鉛         2.2 ハードカーボン   2.3 ポリアセン系物質   2.4 まとめ  3.技術的特徴と潜在マーケット  4.MWCNTへのリチウムドーピング  5.SWCNTへのリチウムドーピング  6.MWCNTとグラファイト  6円筒形の最密充填  8.MWCNTのリチウム電池用負極の応用  9.高出力型電池の比較   9.1 リチウムイオン電池の広がる用途  9.2 キャパシタ   9.3 MWCNTキャパシタ
第4講 FEDの開発とCVD合成技術  村上 裕彦 (株)アルバック 筑波超材料研究所               ナノスケール材料研究部 部長
 1.はじめに  2.FEDとCNT−CVDの合成技術   2.1 CNTの特性          2.2 FEDの特性   2.3 マイクロ波プラズマCVD法   2.4 電子放出特性   2.5 CNTの特性          2.6 マイクロ波プラズマCVDの問題点  3.FEDとGNF−CVD合成技術   3.1 GNF合成技術         3.2 電界電子放出特性   3.3 GNFの選択成長        3.4 ディスプレイの応用例  4.FEDとカーボンナノ材料の今後   4.1 FEDとCVD合成技術       4.2 ディスプレイの消費電力   4.3 おわりに
第5講 カーボンナノチューブの分子素子への応用  谷垣 勝己 大阪市立大学 大学院 理学研究科 物質科学科 教授
 1.はじめに  2.ナノテクノロジー・材料分野の最近の動向  3.研究の初期と現状  4.CNTの機能   4.1 CNTの物性       4.2 チューブ構造による電子物性   4.3 一次元性       4.4 ラマン計測  5.分子素子、ナノデバイスから何が引き出せるか   5.1 材料の特徴      5.2 弾性散乱と非弾性散乱   5.3 バリスチック領域  6.微細加工   6.1 微細加工のプロセス  6.2 ナノクラスパターン形成装置   6.3 人工原子       6.4 MBE   6.5 LB膜作成装置  7.CNT  8.クーロンブロッケイド  9.おわりに
第6講 カーボンナノストラクチャーによる水素貯蔵  曽根田 靖 独立行政法人 産業技術総合研究所 エネルギー利用研究部門         エネルギー貯蔵材料研究グループ 主任研究員
 1.水素利用技術と水素吸蔵材料   1.1 水素エネルギーの総合的利用  1.2 水素貯蔵技術   1.3 水素吸蔵合金と炭素材料  2.カーボンナノストラクチャーの構造と分類  3.CNTによる水素吸蔵   3.1 SWCNTによる最初の水素吸蔵報告例   3.2 低温での水素吸着(高純度SWCNTでの追試)   3.3 室温での水素吸着   3.4 SWCNTの超音波処理による水素吸蔵量増大   3.5 電気化学反応による水素吸蔵   3.6 SWCNTについてのまとめ   3.7 MWCNTによる水素吸蔵報告例  4.グラファイトナノファイバーによる水素吸蔵  5.その他の炭素材料による水素吸蔵   5.1 黒鉛層間化合物   5.2 黒鉛の粉砕に伴う水素固定   5.3 SWCNTなどでの水素吸蔵シミュレーション  6.おわりに
第7講 気相熱分解法によるカーボンナノチューブ、ナノファイバーの     生成機構と超高性能複合材料の開発  遠藤 守信 信州大学 工学部 電気電子工学科 教授
 1.はじめに  2.熱分解法によるカーボンナノファイバーとナノチューブの生成  3.高結晶性ナノファイバーと低結晶性ナノファイバーの比較  4.産業応用   4.1 CFRPの電気伝導性   4.2 リチウム電池電極の添加剤
第8講 水熱条件下における各種ナノカーボンの生成  吉村 昌弘 東京工業大学 応用セラミックス研究所・教授        構造デザイン研究センター長  Yury Gogotsi ドレクセル大学材料工学科教授  Joseph A.Libera イースウェスタン大学材料科学工学科
 1.要旨  2.はじめに  3.実験  4.結果   4.1 カーボンナノパイプ     4.2 多層ナノチューブ(MWCNT)   4.3 竹状カーボンフィラメント  4.4 カーボンセル   4.5 その他の構造をもつカーボン  5.考察  6.結論  7.謝辞
第9講 大量合成を目指したアーク放電法  滝川 浩史 豊橋技術科学大学 電気・電子工学系 助教授
 1.はじめに  2.従来法のまとめ   2.1 従来の合成法   2.2 従来の低圧アーク放電法(陽極蒸発法)   2.3 低圧アーク装置の具体例   2.4 低圧アーク法の問題点  3.アーク放電法   3.1 高圧・低圧アーク放電現象と真空陰極アーク放電現象   3.2 アーク放電法におけるキーワード   3.3 ヘテロ電極低圧アーク実験   3.4 黒鉛陰極真空アーク実験   3.5 真空アーク法の可能性  4.触媒の影響   4.1 触媒ヘテロ電極低圧アーク 4.2 低圧アーク、真空アークのまとめ  5.大気中トーチアーク法   5.1 MWCNT合成装置の概要    5.2 直流、交流放電   5.3 黒鉛内の金属の役割    5.4 SWCNT、CNHの合成   5.5 トーチアーク法のまとめ  6.おわりに
第10講 単層カーボンナノチューブとナノホーンの生成機構と生成法  湯田坂雅子 科学技術振興事業団 国際共同研究事業         ナノチューブ状物質プロジェクト 研究員
 1.SWCNTとは  2.SWCNTの大量生成  3.SWCNTの生成機構  4.SWCNHについて
第11講 炭化水素熱分解法によるMWCNTの大量合成  大嶋 哲 独立行政法人 産業技術総合研究所 新炭素系材料開発センター        一次元ナノ構造チーム 主任研究員
 1.産業技術総合研究所におけるCNT研究の経緯   1.1 CNTの発見        1.2 アーク法から炭化水素熱分解法へ   1.3 アーク法の開発経緯   1.4 黒鉛アーク放電法   1.5 回転陰極CNT製造装置  1.6 実験条件と目的生成物   1.7 分離操作方法  2.アーク法から炭化水素熱分解法へ   2.1 CNTを用いた電子源の実用化  2.2 化学法   2.3 原料供給系改良後  3.炭化水素分解法による大量合成   3.1 装置と合成例         3.2 大きさの制御とガスの影響  4.逆ミセル法による触媒の調製   4.1 コバルトナノ粒子の合成法  5.基礎研究の大型装置への適用  6.まとめ
第12講 フラーレン・ナノチューブの商業化展望  片桐 進 フラーレンインターナショナルコーポレーション CEO&PRESIDENT
 1.はじめに  2.ビジネスアライアンス  3.製造技術  4.注目される用途  5.おわりに

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