グラフェンの最新技術動向と今後の展望2015

第1部:グラフェンの機能・特性、複合化・応用化、最新の研究開発

(2015年4月22日 10:30〜12:10)

　グラフェンは、従来にない機能・特性をもち、広い分野の、また思いがけない新材料の開発素材となります。低コストなので、市場性もあります。 　本講座では、高強度、高導電性、熱伝導性、生体親和性、他物質との親和性などの他にはない特性・機能、また、炭素原子1個の厚さという従来にない形態のもつ可能性、グラフェンの特性・機能と形態を材料に活用する方法について説き、それらを活かして創製された材料の実例を紹介します。 　グラファイトからの低コストの作製法及び実用が近いグラフェン材料として複合材料の複合化技術と実材料については基礎から説明し、グラフェンの応用化及び実用化の現状、世界で繰り広げられている研究開発競争、今後の可能性について概説します。

1. グラフェンの基本的な構造と機能・特性
   1. グラフェンの炭素原子1個の厚さ及び高強度・高導電性等の特性・機能
   2. グラフェンのナノポア等の特異性とその効果及び応用
2. グラフェンをイノベーション材料とするための技術及び応用
   1. グラファイトからのグラフェンの低コスト・量産化作製法、化学法、熱分解法、機械的剥離法等
   2. グラフェンの特性を活かした材料開発、放射性物質の吸着剤、高強度シート、透明・導電シート等
   3. グラフェンの市場性を持つ材料開発、グラフェンベース材料、複合材料等
   4. グラフェンの構造、機能・特性、特異性を活かした材料開発、グラフェン積層材料、3次元材料等
3. グラフェンの複合化技術と複合材料
   1. グラフェンの高分子材料への複合化技術、グラフェン分散溶液、高分子溶液混和、高分子融液混和等
   2. グラフェン複合化高分子材料、高強度材料、導電材料、熱伝導材料、透明材料、ガスバリアー材料等
   3. グラフェン複合化金属・セラミックス材料、高強度・高靭性材料等
4. グラフェンベースの高機能・革新的材料の開発
   1. グラフェンの巨大な比表面積を活かしたキャパシタ、水素貯蔵材料等
   2. グラフェンの吸着性と構造を活かした放射性物質吸着剤、自己修復ハイドロゲル等
   3. グラフェン表面の特性を活かしたドラッグデリバリー、介護ロボット材料等
5. グラフェンを用いた研究開発の現状と動向
   1. グラフェンの世界における研究開発の現状、米国 (DARPA, NSF) 、ヨーロッパ (グラフェンフラッグシップ) 等
   2. グラフェンの研究開発の各国の戦略、米国、中国、シンガポール等
   3. わが国におけるグラフェンの研究開発の現状、ナショナルプロジェクト、企業の取り組み等
   4. わが国の企業に望まれるグラフェンの研究開発、既存材料の高性能化、コストパフォーマンス等
• 質疑応答・名刺交換

第2部:グラフェンの電子デバイス応用へ向けた基礎知識 ～デバイス作製・電子輸送特性・ゲート絶縁膜・コンタクト抵抗～

(2015年4月22日 13:00〜14:40)

　ITO代替の透明導電膜・次世代の半導体チャネル材料として期待されるグラフェンであるが、発見からはや10年が経過した。これから、電子デバイス応用を目指して開発を進めようと考えた場合、学会等での最新情報よりも研究初期の試行錯誤した情報は非常に有効ではある。 　今回、チャネル材料としての応用を目指した場合の試行錯誤した情報を沢山の事例と共に紹介できればと思っている。

1. デバイス作製技術
   1. グラファイト結晶の種類
   2. 基板への転写方法
   3. 基板上でのグラフェンの探し方
   4. デバイス作製方法
2. 電子輸送特性について
   1. グラフェン物性を古典論で考える
   2. グラファイトからグラフェンへの全体像
   3. 2層グラフェンのギャップ形成
3. ゲート絶縁膜形成技術
   1. ALD等の蒸着技術
   2. BNとの複層化技術
4. コンタクト抵抗
   1. 金属の選択
   2. 物理吸着と化学吸着
• 質疑応答・名刺交換

第3部:グラフェンの可溶化と溶液塗布による透明導電膜形成

(2015年4月22日 14:50〜16:30)

　グラファイトの構成単位層である炭素シート「グラフェン」は非常に高い電荷移動度を持つことから、新しい透明導電膜材料としての応用が期待されている。本講演では、まずグラフェン透明導電膜を溶液塗布法によって簡便に形成する手法について解説する。 　続いて、グラフェン透明導電膜を有機薄膜太陽電池、有機電界効果トランジスタの電極に応用した我々の研究成果を紹介する。また、グラフェン透明導電膜の今後の応用可能性についても論じる予定である。

1. グラフェンとは何か?
   1. グラフェン形成手法の開発
   2. グラフェンが示す優れた性質
   3. グラフェンに期待される応用
2. グラファイトの単層剥離、可溶化とグラフェン透明導電膜形成
   1. グラフェン透明導電膜形成手法の概説
   2. グラファイトの化学的酸化と単層剥離による可溶化酸化グラフェン形成
   3. 可溶化酸化グラフェンの塗布,還元によるグラフェン透明導電膜形成
   4. グラフェンの非酸化可溶化
3. グラフェン透明導電膜の構造と物性
   1. グラフェン透明導電膜構造
   2. グラフェン透明導電膜の電気的、光学的特性
4. グラフェン透明導電膜の有機薄膜素子への応用
   1. 有機薄膜太陽電池への応用
   2. 透明有機薄膜電界効果トランジスタへの応用
   3. グラフェン・酸化グラフェン塗布膜の新しい応用
5. グラフェン透明導電膜の未来
• 質疑応答・名刺交換