image: Master's course student (graduated in March 2016) Yasushi Nakamura (left) and Associate Professor Yoshiyuki Suda (right). view more
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カーボンナノコイル（CNC）はらせん構造をもつ低次元カーボンナノ材料である。典型的なCNCは、ファイバー直径が100から400ナノメートル、コイル直径が400から1000ナノメートルであり、全長は数十マイクロメートルである。CNCのらせん構造は様々な応用－電磁波吸収体やエネルギーデバイスの材料－が期待される。こうした応用のために、CNCの機械的・電気的特性を明らかにすることは重要である。いくつかの先駆的な研究例はあるものの、CNCの形状とその電気抵抗率との関係は未解明のままであった。
豊橋技術科学大学、山梨大学、岐阜高専、東海カーボンの研究者らはCNCの電気抵抗率がコイル直径によって増大することを見出した。彼らは集束イオンビーム装置を使用してCNC抵抗率の精密な測定系を開発した。本測定系は、所望のコイル形状をもつCNCを測定用試料として選択し、測定用電極とそのCNCとを強固に接触させることができる。測定されたCNCの電気抵抗率データはバリアブルレンジホッピング（VRH）理論に基づく曲線とよい一致を示した。
彼らは１５本の単一CNCと３本の黒鉛化処理CNC（G-CNC）とを測定し、CNC（）の電気抵抗率がそのコイル径によって増加することを見出した。一方、G-CNCの電気抵抗率はコイル径によらずほぼ一定だった。最大のコイル径をもつCNCの電気抵抗率はG-CNCの電気抵抗率よりおよそ２桁高かった。CNCとG-CNCとの間の電気抵抗率の大きな差はCNC内部の構造に起因することが考えられた。
Journal
Applied Physics Letters