グラフェン電子素子工学Ⅱ

 

 

 　　　　　　          　　万章篇（ぱんしよう）篇　　  ／　   孟子　　  

　　　　　　　　　 　　　         　　　　　 　　　　  
   
 　　　　　　 ※　故郷鄒（すう）にひきこもった孟子の晩年は、静かなうちにも充実
　　　　　　　　　した日々であった。「後単数十乗、従者数百人」の華やかな遊説時
　　　　　　　　　代とはうって変わった生である。最後まで師を慕ってついて来た万
　　　　　　　　　章ら少数の弟子だちと、政治について、聖賢について、あるいは交
　　　　　　　　　友について語りあう孟子の言葉には、論敵を倒さずばやまなかった
　　　　　　　　　かつての激しさはない。この篇で浮き彫りされるのは、温かく弟子
　　　　　　　　　を導く老師の姿だ。

                 こ　と　ぱ

                「男女室に居るは、人の大倫なり」
                「天は言わず。行と事とをもってこれを示すのみ」
                「天の視るはわが民の視るに自い、天の聴くはわが民の聴くに自う」
                「天のこの民を生ずるや、先知をして後知を覚さしめ、先覚をして後
　　　　　　　　覚を覚さしむ」
　　　　　　　　「友とはその徳を友とするなり」
　　　　　　　　「常の職なくして上より賜わる者は、もって不恭となせばなり」
　　　　　　　　「その詩を頌し、その書を読むも、その人を知らずして可ならんや」 

      
    　No.135  

【蓄電池篇：最新グラフェンボール蓄電池技術】

●　グラフェン電子素子工学Ⅱ

炭素材料は、グラファイト、バッキーボール、カーボンナノチューブ、グラフェンなどの様々な形態で存
在する。バッキーボールは、60個の炭素原子からなるボール構造を持ち、同素体であり、フラーレンと呼
ばれる。バッキーボールの分子構造は15個の五角形と20個の六角形で構成され、各五角形は六角形で囲ま
れている。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブが六角形のハニカムパターンに結合して、単
一の壁ナノチューブの場合には１桁のナノメートルの直径を有するチューブ構造を形成する材料である。

ナノメートルレベルの炭素の別の同素体であるグラフェンは、ハニカム結晶格子内に密に充填されたsp 2
結合炭素原子の１原子厚の平面シートの構造を有する。グラファイトの結晶または「フレーク」形態は、
一緒に積み重ねられた多くのグラフェンシートからなる。グラフェンの炭素 - 炭素結合長は約0.142nmで
ある。グラフェンは、グラファイト、チャコール、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの炭素同素体
の基本構造要素です。グラフェンは２次元のユニークな構造のために、室温で高い電子移動度、原子単分
子膜に対する高い不透明度、優れた熱特性、化学的安定性、広い表面積を有し、最大の機械的強度（破壊
強度および引張弾性率）をもつ。

近年、ナノエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、化学センサ等の様々な分野にグラフェンを適用
する研究が盛んに行われている。グラフェンは、ニッケル、銅などの遷移金属を触媒として用いて、化学
気相成長法（CVD）を用いて合成することができる。また、グラファイトを層ごとに分離することにより、
グラフェンを得ることができる。グラフェンは一般にシート状で使用される。また、ニッケル、銅などの
遷移金属を触媒として用いて、化学気相成長法（CVD）を用いて合成することができる。また、グラファ
イトを層ごとに分離することで、グラフェンを得られ、グラフェンは一般にシート状で使用されるが、チ
ューブ状に作られて使用できる。

下記の特許は、グラフェン構造体およびその製造方法を提供するもので、追加の態様は、以下の説明に部
分的に記載され、部分的には説明から明らかになり、提示された態様の実施によって習得される。本発明
の一態様によれば、グラフェンドット構造は、半導体材料のコアと、コアの表面に形成されたグラフェン
シェルとを含む。半導体材料は、Ⅳ族半導体、Ⅲ－Ⅴ族半導体、またはⅡ－Ⅵ族半導体を含む。コアは、
約１nm～約10μmの範囲の直径をもち、グラフェンシェルは、１つ以上の層を有することができる。 コア
は、第１のコアと、第１のコア上に形成され、半導体材料を含む第２のコアとを含む。第１のコアは、非
導電性材料または金属を含む。

本件のグラフェン構造体の製造方法は、半導体材料を含むガスと炭素を含むガスとを用いて化学気相成長
法（CVD）によりグラフェンボール構造を合成する工程を含み、グラフェンドット構造の合成は、半導体材
料と炭素を含むガスとを含むガスを反応室内に導入する工程と、半導体材料を含むボール形状のコアを形
成する工程と、コアの表面にグラフェンシェルグラフェンを形成する工程とを含む。この方法は、グラフ
ェンドット構造からコアを除去する工程をさらに含む。この半導体物質を含むガスは、GeH4ガスを含み、
前記炭素を含むガスは、GeH4ガスを含むる。また、反応チャンバの温度は、約200℃の範囲に維持でき、約
900℃である。反応チャンバの圧力は、約0.1Torr～約300Torrの範囲に維持することができる。

❏　US 20130134361 A1　グラフェン構造体及びその製造方法

【要約】

グラフェンドット構造体及びその製造方法 グラフェンドット構造は、半導体材料を含むコアと、コアの表
面に形成されたグラフェンシェルとを含む。 グラフェンドット構造はネットワークを形成することができる。  

US 20130134361 A1

 

【図の簡単な説明】 

【図１】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造を示す斜視図
【図２】図１に示す例示的なグラフェンドット構造の断面図
【図３】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造の断面図
【図４】本発明の一実施形態によるグラフェンドットネットワークを示す図
【図５及び図６】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造体の製造方法を説明するための図 

【特許請求範囲】

1. 半導体材料と炭素を含むガスとを含むガスを反応室内に供給する工程と、前記半導体材料を含むガ
   スがGeH4ガスを含む、前記半導体材料のコアおよび前記コアの表面上にグラフェンのシェルを形成
   するために化学蒸着を行うステップとを含む方法。
2. 前記コアは、約１nmから約10μmの範囲の直径を有するように形成されることを特徴とする請求項１
   1に記載の方法。
3. 前記グラフェンシェルは、１つ以上の層を有するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の
   方法。
4. 前記反応チャンバは、非導電性材料または金属を含み、前記半導体材料は、前記非導電性材料または
   前記金属上に堆積される、請求項１に記載の方法。
5. 前記半導体コアおよび前記グラフェンシェルの構造から前記コアを除去するステップをさらに含む、
   請求項1に記載の方法。
6. 前記除去するステップは、前記半導体コアをウェットエッチングするステップを含む、請求項5に記
   載の方法。
7. 前記除去するステップは、前記半導体コアの気化を可能にする温度および圧力で前記半導体コアを気
   化させるステップを含む、請求項5に記載の方法。
8. 前記炭素を含むガスがCH 4ガスを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記反応チャンバの温度は、約200℃〜約200℃の範囲に維持されることを特徴とする請求項1に記載
   の方法。約900℃である。
10. 前記反応チャンバの圧力は、約0.1Torr～約300Torrの範囲に維持されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
11. 前記半導体コアおよび前記グラフェンシェルの複数の形成された構造のネットワークを形成するステ
    ップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

  Jan. 18, 2017

【ポーランドでファサード型ペロブスカイト太陽電池の実証】

 

Saule Technologies社はSkanska Groupとペロブスカイトベースのソーラーパネルを販売する販売契約を締結。
両社は、テストセルを使用して2018年にポーランドにプロジェクトを導入予定。 これは、ペロブスカイト
を市場に出し設置する契約に署名した初めての会社となる模様。このパネルは、約１０％の効率的なソー
ラーパネルである100W／平方メートルを提供する。生産ラインはポーランドのブロツラフの予定。総額２千
万ユーロ投資される。Skanska Groupは、中東欧商業ビジネス開発部門が、この製品を初めて導入する。 欧
米のファサードや騒音障壁の構築を含むSkanskaの販売権を用途供与する契約を締結している。

 

 

Jan. 5, 2018

【ソーラータイル事業：量子ドットソーラーパワーウィンドウ】

ロスアラモス国立研究所の研究者は、量子ドット調光２面塗工型ソーラーパワーウィンドウの6 "プロトタ
イプを実証。この窓は特別な太陽窓で、外側の窓ガラスには紫外線と青色の光を波長変換量子ドットが使用
された太陽電池。標準的な従来のソーラーパネルと比較して最大３４％の電力コストの削減が可能である。
さらに、タンデムル型太陽集光ウィンドウに光電変換させるため外側のガラス塗料の外側表面（下の左の画
像の上のレイヤ）上に高放射性マンガンドープ量子ドット層を堆積し、銅インジウムセレン化物量子ドット
を内側（底部）塗料を内側表面上に堆積させている。外側のペインは、太陽スペクトルの青色と紫外の部分
を吸収し、従来型太陽電池の吸収できる色で再放出し再放射された光をガラス窓の内部反射（下の中心画像）
により、窓ガラス両端部のガラス窓に対して垂直に配置した太陽電池はに導出する。３番目の画像は、紫色
と青色の波長を吸収し、エッジに向け直されているす。残りの光は、エッジで太陽電池に変換される２番目
のガラスパネルで導出される仕組みとなっている。

このように、このプロトタイプのデバイスは、太陽光の照明と太陽光から電力への変換効率が3.1％と高い
６.４％の高い光学量子効率を示す。そこで多くの材料をテストし、効率を微調整（および増加）するため
の多くの組み合わせを提案。 たとえば、ウィンドウサイズのガラス（～20インチ）を使用すると、タンデ
ムウィンドウはPVセルに供給される光子量を２倍以上にできる。また、標準的な二重窓枠にも、標準の太
陽電池パネルの上に搭載させるためにガラスの第１層の使用を提案している。現在、多接合太陽電池の使用
することで無駄なスペクトルの解消を試みている―― 国際宇宙ステーションは４０％以上の効率の多接合
ソーラーパネルを使用しているが非常に高価であり、今回のように、ガラスに適用した量子ドットは、１×
１メートル２タンデムLSCの場合、ガラス材料の総コストは＄２/平方メートル。 完全な装置を＄１／平方
メートルで組み立てるのに必要な他の成分のコストに近似すると、タンデムLSCの総コストは～＄５.０１/
平方メートルである。これは、シリコン系モジュールの典型的なコスト（～＄１００／平方メートル）の約
２０倍相当である。標準商用ソーラーパネルのサイズは約２平方メートルで、１パネルあたり約10ドル（60
セルの住居用ソーラーパネルの場合は8.33ドル）です。現代の３５０ワットソーラーパネルに適用すると、
コストは２.９セント／ワットモジュール価格である。これによると、以前の調査では 、広く配備できれば
５％の効率的なソーラーガラス製品は米国電力需要の４０％の生産量に相当規模に達する。もはやこれで、
エネルギーフリー社会の実現は不可避となる見込み。

　　●　今夜の一曲 

 

『ローズ』 

「ローズ」（原題：The Rose）は、アメリカ映画『ローズ』（1979年11月公開）の主題歌。同作に主演した
ベット・ミドラーが歌い、1980年にはシングルとして全米3位、『ビルボード』誌のアダルト・コンテンポ
ラリー・チャートでは１位のヒットを記録した。ミドラーのヴァージョンは、2015年にはTBS系「金曜ドラ
マ」、『アルジャーノンに花束を』の主題歌としても使用された。また、多くのアーティストによってカヴ
ァーされている。ベット・ミドラー（Bette Midler, 1945年12月1日 - ）は、アメリカ合衆国ハワイ州ホノル
ル出身の歌手、女優。シリアスもコメディもこなせる女優であり、女優としては３度のエミー賞、４度のゴ
ールデングローブ賞、２度のトニー賞を受賞、歌手としても3度のグラミー賞を受賞する。 

Some say love, it is a river
That drowns the tender reed
Some say love, it is a razor
That leaves your soul to bleed
Some say love, it is a hunger
An endless aching need
I say love, it is a flower
And you its only seed

 It's the heart afraid of breaking
That never learns to dance
It's the dream afraid of waking
That never takes the chance
It's the one who won't be taken
Who cannot seem to give
And the soul afraid of dyin'
That never learns to live 

When the night has been too lonely
And the road has been too long
And you think that love is only........

                                                                       Song ;                              The Rose
                                                                       Singer ;                        Bette Midle
                                                                       Music&Word ; Amanda McBroom 

 

●　今夜の寸評：分断の是正 

平昌冬季五輪の主導権を巡る北朝鮮と韓国の駆け引き話題となっている。金正恩と 文在寅の生い立ちなど
詳しいことは無視して、政治家としてみればハードスターリニストとソフトスターリニスト（民族民主国家
主義者）とわたし（たち）には見えてしまい、後者が前者の政権延命に手を貸しているように見えてしまう。
世界はいま至る所で分断の反動の季節にある。いかなる民族民主国家主義的手法も未来を切り拓くことはで
きないことは７０年安保を経験しているわたし（たち）に自明のことだ（例えば吉本隆明著の『南島論』に
すでに記載されている）。少なくとも、墨子、カールマルクス、ジョン・メナード・ケインズ、シモーヌ・
ヴェイユなどの著書から学んだことは「国をひらく（開明）」以外に分断の悪弊は是正できないということ
であり、弱者救済という協働が支点である。今夜は少し長くなった。