37 3-2. 実験
3-2-1. 使用試薬
・N,N-ジメチルアセとアミド（DMAc）（キシダ化学特級、99.0%以上）
・N-メチルピロリドン（NMP）（SIGMA-ALDRICH HPCL用、99%以上）
・m-SWNT（IsoNanotubes-M、NanoIntegris、m-, 98.0%）
・s-SWNT（IsoNanotubes-S、NanoIntegris、s-, 98.0%）
・s-SWNT（IsoNanotubes-S、NanoIntegris、s-, 99.0%）
・SWNT（PureTubes、NanoIntegris）
・Sodium dodecylbenzenesulfonate（SDBS）（TCI、95.0%以上）
・重水（Cambridge Isotope Laboratories、D, 99.9%）
・Isopropanol（IPA）（TCI、99.5%以上）
3-2-2. 使用装置
・バス型超音波照射機（BRANSON 5510）
・プローブ型顕微ラマン分光測定装置（RXN System、カイザー社）
・熱電特性評価装置（ZEM-3シリーズ、ADVANCE RIKO）
・DSC6220（SII EXSTAR6000、Seiko Instruments）
・熱物性測定装置（サーモウェーブアナライザTA3、Bethel）
・加熱炉（FULL TECH）
・熱重量分析装置（EXSTAR 6000 TG/DTA 6300、SII）
・X線光電子分光分析装置（XPS）（AXIS-ULTRA DLD、Shimazdu）
・UV-vis-NIR分光光度計（V-670 Spectrophotometer、JASCO）
・原子力显微镜（AFM）（SPM-9600 system、Shimadzu Corporation)
・走査型電子顕微鏡（SEM）（SU9000、Hitachi）
3-2-3. 異なる純度のs-SWNTシートの作製
① s-SWNT-SDBSの作製（98% s-SWNT）
Fig. 3-1のように50 mLスクリュー瓶にSDBS（150.0 mg）と水（30 mL）を入れて、バス型超音波
処理でSDBSを分散した。その後s-SWNT（3.0 mg）を入れ、1時間バス型超音波処理した後、20分 間プローブ超音波処理した。得られた分散溶液をセルロース混合エステルフィルター（0.2 µm ポア サイズ）で濾過して、水洗浄した。セルロース混合エステルフィルターを除くため、アセトンに4時 間含浸した。その後、水とメタノールにそれぞれ含浸洗浄後、終夜減圧80 ºC乾燥した。
38
② s:m=4:1の作製（80% s-SWNT）
上記と同じ操作で、m-SWNT（0.6 mg）とs-SWNT（2.4 mg）を使用した。
③ s:m=2:1の作製（67% s-SWNT）
上記と同じ操作で、m-SWNT（1.0 mg）とs-SWNT（2.0 mg）を使用した。
④ s:m=1:2の作製（33% s-SWNT）
上記と同じ操作で、m-SWNT（2.0 mg）とs-SWNT（1.0 mg）を使用した。
⑤ m-SWNT-SDBSの作製（2% s-SWNT）
上記と同じ操作で、m-SWNT（3.0 mg）を使用した。
⑤ unsorted SWNT-SDBSの作製（unsorted SWNT）
上記と同じ操作で、unsorted SWNT（3.0 mg）を使用した。
作製したシートのs-SWNTの純度を確認するため、2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシート、
unsorted SWNTシート及び99% s-SWNT（0.9 mg）をそれぞれSDBS重水溶液（0.45%）に超音波照射 で分散した。得られた溶液のUV-VIS-NIR吸収スペクトル（190~2700 nm）を測定した。
Fig. 3-1 s-SWNT sheets with different s-SWNT purity and unsorted SWNT sheet.
Filtration (respectively)
Bath and probe Sonication
0.5% SDBS aq.(sodium
dodecylbenzenesulfonate) ⑤m-SWNT 3.0 mg
②s-SWNT 2.4 mg m-SWNT 0.6 mg
③s-SWNT 2.0 mg m-SWNT 1.0 mg
①s-SWNT 3.0 mg
Raman spectra TE measurement
③ ⑤
① ②
①98% s-SWNT
③67% s-SWNT
⑤2% s-SWNT
②80% s-SWNT
④33% s-SWNT
⑥unsorted SWNT
④s-SWNT 1.0 mg m-SWNT 2.0 mg
④
Dipping in Acetone, water,
methanol
⑥
⑥unsorted SWNT 3.0 mg
39
作製したシートの欠陥度合を確認するため、2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートのラマン スペクトル（785 nm励起）を測定した。また、比較するため、購入後m-SWNT、98% s-SWNT、99%
s-SWNT及びunsorted SWNTのラマンスペクトル（785 nm励起）も測定した。
作製したシートのモルフォロジーを確認するため、2%、67%、98% s-SWNTシートのSEM像観察 を行った。比較するために、購入後 m-SWNT、98% s-SWNT、99% s-SWNT 及びunsorted SWNTの SEM像も観察した。
SWNTの長さを評価するため、m-SWNT、s-SWNT、unsorted SWNTをIPA水溶液に分散して、マ イカ基板にスピンコートして、AFM像の観察を行った。
3-2-4. 異なる純度のs-SWNTシートの熱電特性評価
熱電特性測定により、2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートの電気伝導率、ゼーベック係数 を測定した（30~100 ºC）。DSC測定（-10~80 ºC）をして、比熱容量を式（2-3）により計算した。ま た、サンプルを長方形の形を切り、重量と体積から密度を式（2-4）により計算した。サンプルの熱 拡散率は周期加熱法で測定した。サンプルの熱伝導率は式（2-2）、ZT値は式（2-1）により計算した。
3-3. 結果・考察
3-3-1. 異なる純度のs-SWNTシートの作製
500 1000 1500 2000 2500
99%
98%
80%
Unsorted
67%
33%
2%
Normalized intensity (a.u.)
Wavelength (nm) M11 S
22
S11
(a)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0 20 40 60 80 100 S 22/(S 22+M 11)
s-SWNT purity % (b)
Fig. 3-2 (a) UV-VIS-NIR absorption spectra of 2%, 33%%, 67%, 80%, 98%, 99% s-SWNT and unsorted SWNT SDBS-D2O solutionand (b) The S22 absorption peak area as a proportion of total peak area (S22 + M11) as a function of the s-SWNT purity. Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor & Francis Group.
40
Fig. 3-2（a）に2%、33%、67%、80%、98%、99% s-SWNTシート及びunsorted SWNTシートのSDBS 重水溶液の吸収スベクトルを示している[8]。M11ピーク及びS22ピークからs-SWNTの含有量を表し
ている。s-SWNTの濃度が増加につれてS22ピークが増大し、M11ピークが減少していくとわかった。
H2Oのピークが抑えられ、1800 nm付近のS11ピークがはっきり確認できた。S11ピーク強度はs-SWNT 純度の向上につれて向上されたため、サンプルのドーピングレベルはほぼ同じだと考えられる[9]。
Gaussian fittingによる2%、33%、67%、80%、98% s-SWNT SDBS溶液のS22とM11のピーク面積を 計算した（Table 3-1）。計算の結果とs-SWNTの濃度とほぼ一致する（Fig. 3-2（b））[8]。Fitting結果 はFig. 3-3に示した[8]。
Table 3-1 Calculation of s-SWNT purity by M11 and S22 peak area [8]
98%
s-SWNT
80%
s-SWNT
67%
s-SWNT
33%
s-SWNT
2%
s-SWNT
M11 area 0.75 8.36 9.94 21.27 21.60
S22 area 39.88 33.51 23.87 10.31 0.80
S22/M11 52.88 4.01 2.40 0.48 0.04
S22/(S22+M11) 0.98 0.80 0.71 0.33 0.04
Fitting Type Gaussian Gaussian Gaussian Gaussian Gaussian
41
Fig. 3-3 Fitting result of (a) 2%, (b) 33%, (c) 67%, (d) 80%, (e) 98% s-SWNT UV-VIS-NIR absorption spectra curves [8]
(a) (b)
(c) (d)
(e)
42
Fig. 3-4（a）に2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートのラマンスペクトル（785 nm）、Fig. 3-4（b）にas purchased 99% s-SWNT、98% s-SWNT、unsorted SWNT、m-SWNTのラマンスペクトル（785 nm）を示した[8]。Gバンドでは、s-SWNTの純度が高いほど、m-SWNT由来するBWF
（Breit-Wigner-Fano）ピークが抑えられた。Dバンドは欠陥を表し、m-SWNTが最も欠陥が大きいとわかった。本章
で使用したm-SWNTは欠陥が多いのは他の論文も報告された[7c]。しかし、m-SWNTの割合の減少に よるDバンドの減少という傾向がみられなかった。Dバンドは異なる半金割合のSWNTの欠陥度合 の評価はまたほかの励起波長のラマンスペクトルの測定が必要となる。
Fig. 3-4 Raman spectra of (a) s-SWNT sheets with different s-SWNT purity [8] and (b) the as purchased SWNT sheets excited by at 785 nm laser [8]
1200 1300 1400 1500 1600 1700
98% s-SWNT 80% s-SWNT 67% s-SWNT 33% s-SWNT 2% s-SWNT
Intensity (a.u.)
Raman shift (cm-1) (a)
D band
G band
BWFpeak
1200 1300 1400 1500 1600 1700
99% s-SWNT 98% s-SWNT unsorted SWNT 98% m-SWNT
Intensity (a.u.)
Raman shift (cm-1)
As purchased (b)
D band
G band
BWFpeak
Fig. 3-5 AFM images of as-purchased (a) s-SWNTs, (b) m-SWNTs, and (c) raw SWNTs with an average length of 1.1 ± 0.4, 0.9 ± 0.3 and 1.3 ± 0.6 µm, respectively. Scale bars; 5 µm. The average length is calculated by measuring more than 25 samples. Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor & Francis Group
(a) (b) (c)
43
Fig. 3-5はas purchased s-SWNT、m-SWNT及びraw SWNTのAFM像を示した[8]。Fig. 3-5により、
raw SWNTの平均長さが最も長いが、長さのばらつきも大きい。エラーバーも含めて考えると、DGU
法で半金分離後、m-、s-SWNTの長さは短くなったが、著しく短尺化されていなかったと考えられる。
また、作製した98%、67%、2% s-SWNTシートをSEMで観察した（Fig. 3-6）[8]。シートのSWNT のバンドル状況はほぼ同じだとわかった。
3-3-2. 異なる純度のs-SWNTシートの熱電特性評価
Fig. 3-7はas purchased raw SWNT、m-SWNTとs-SWNTシートのゼーベック係数、電気伝導率と PFを示している[8]。この温度範囲では、各パラメーターは特に温度依存性を示さなかった。ゼーベッ ク係数に関しては、raw SWNTはs-SWNTより小さく、m-SWNTより大きかった。これはs-SWNTの 性質のため、既報と一致している[6]。電気伝導率に関しては、m-SWNTはraw SWNTより小さいとい
Fig. 3-7 In-plane (a) Seebeck coefficient, (b) electrical conductivity, and (c) PF of the as-purchased raw SWNT sheet (black), s-SWNT sheet (red), and m-SWNT sheet (blue) from 30 to 100 °C in a helium atmosphere at 0.01 MPa. Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor &
Francis Group.
Fig. 3-6 SEM images of s-SWNT sheets with s-SWNT purity of (a) 98%, (b) 67%, and (c) 2%. Scale bars;
500 nm. Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor & Francis Group.
(c) (b)
(a)(a) (b) (c)
44
う結果が得られた。m-SWNT の電気伝導率低下は半金分離する際に、超遠心プロセスで欠陥が導入 されたためと考えられる[7c]。Fig. 3-7のm-SWNTラマンスペクトルでは、1300 cm−1付近に高いDバ ンドが見られ、欠陥があると示唆している。また、理論計算でも、SWNTは欠陥があると電気伝導率 が低下されると報告された[10]。
Fig. 3-8 In-plane (a) Seebeck coefficient and (b) electrical conductivity as a function of the s-SWNT purity (red circles). (c) Seebeck coefficient as a function of electrical conductivity. PF of s-SWNT sheets as a function of (d) s-SWNT purity and (e) electrical conductivity. The TE values of the unsorted SWNT sheet are also plotted (black squares). Inset in (a) shows the photograph of free-standing 98% s-SWNT sheet.
Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor & Francis Group.
103 104 105 106
0 20 40 60 80 100
Electrical conductivity (S m-1 )
s-SWNT purity %
(b)
Unsorted
1 10 100 1000
0 20 40 60 80 100
PF (W m-1K-2)
s-SWNT purity %
(d)
Unsorted 0
20 40 60 80 100
0 20 40 60 80 100
Seebeck coefficient (V K-1 )
s-SWNT purity %
(a)
Unsorted
0 20 40 60 80 100
Seebeck coefficient (V K-1)
Electrical conductivity (S m-1)
0 20 40 60 80 100
PF (mW mK-2 )
Electrical conductivity (S m-1)
5×104 1×104
5×104 1×104
(c)
(e)
45
Table 3-2に30 °Cにおける98%、80%、67%、33% 、2% s-SWNTシート、Table 3-3にas purchased
99% s-SWNT、98% s-SWNT、raw SWNT、m-SWNTの面内方向の電気伝導率、ゼーベック係数、PF、
熱伝導率、比熱容量、密度、熱伝導率及びZT値を示した。
Table 3-2 σ, S, PF, ρ, α, Cp, κ and the calculated ZT of 98%, 80%, 67%, 33%, 2% s-SWNT sheets and unsorted SWNT sheet @30 °C
s-SWNT純度 98% 80% 67% 33% 2% Unsorted
SWNT 電気伝導率（S m-1） 1.04×104 1.24×104 2.12×104 1.54×104 2.89×104 5.03×104
ゼーベック係数
（µV K-1） 76.0 58.6 47.9 26.1 11.9 35.0
PF（μW m-1 K-2） 60.28 42.64 48.49 10.50 4.090 61.62
熱拡散率（m2 s-1） 1.52×10-5 1.66×10-5 1.48×10-5 1.30×10-5 1.49×10-5 2.22×10-5 密度（g cm-3） 0.55 0.56 0.64 0.56 0.46 0.76 比熱容量（J g-1K-1） 1.14 1.24 0.95 1.28 1.33 1.06
熱伝導率
（W m-1K-1） 9.57 11.41 10.16 9.34 9.16 17.90
ZT 19.1×10-4 11.3×10-4 14.5×10-4 3.40×10-4 1.36×10-4 10.4×10-4 Fig. 3-9 In-plane (a) thermal diffusivity, (b) thermal conductivity and (c) ZT of s-SWNT sheets as a function of the s-SWNT purity (red circles). The TE values of the unsorted SWNT sheet are also plotted (black squares). Adapted under the terms of the CC BY 4.0 license. [8] Copyright 2019, Taylor & Francis Group.
(a)
Unsorted
0 20 40 60 80 100
1 10 100
ZT (X10-4 )
s-SWNT purity %
(b)
Unsorted
0 5 10 15 20 25 30
0 20 40 60 80 100
Thermal conductivity (W m-1 K-1 )
s-SWNT purity % 0
10 20 30 40 50
0 20 40 60 80 100
Thermal diffusivity (mm2 s-1 )
s-SWNT purity % Unsorted
(a) (b) (c)
46
Table 3-3 σ, S, PF, ρ, α, Cp, κ and the calculated ZT of the as purchased 99% s-SWNT, 98% s-SWNT, raw SWNT, m-SWNT sheet@30 °C
Fig. 3-8では、30 °Cにおける2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートの面内方向ゼーベック係
数、電気伝導率とPFのs-SWNT純度依存性プロットを示している。半金分離から由来する効果を比 較するため、unsorted SWNTシートもプロットした[8]。 Fig. 3-8（a）に98% s-SWNTシートの写真も 示し、本章で使用しているサンプルはすべて自立シートを意味している。Fig. 3-8（a）により、s-SWNT シートのゼーベック係数は s-SWNT の純度が増加するにつれて直線的に増加し、以前の報告と一致 している[11]。この傾向はゼーベック係数の直列モデルS ≈α2 Sss + (1-α2)Smm（ここで、Sss, Smmとαは
s-SWNTとs-SWNTの接点のゼーベック係数、m-SWNTとm-SWNTの接点のゼーベック係数とs-SWNT
の割合をそれぞれ示す）[12]にフィッティングできた。しかし、98% s-SWNTシートのゼーベック係数
（76.0 µV K-1）は既報の値（150 µV K-1）より小さかった。この違いはSWNTの直径[5]やSWNTバン ドルサイズ[13]及びSWNTのドーピングレベル[13a, 14]の違いから由来すると考察した。従来のs-SWNT シートのゼーベック係数はTable 3-4でまとめた[8]。
As purchased sample 99%
s-SWNT
98%
s-SWNT Raw SWNT 98%
m-SWNT 電気伝導率（S m-1） 5.09×103 6.61×103 5.49×104 2.00×104 ゼーベック係数（µV K-1） 99.3 87.2 34.4 12.6
PF（μW m-1 K-2） 50.19 50.34 64.84 3.191
熱拡散率（m2 s-1） 2.15×10-5 1.68×10-5 2.67×10-5 1.19×10-5 密度（g cm-3） 0.30 0.35 0.53 0.34 比熱容量（J g-1K-1） 1.48 1.07 1.14 1.16 熱伝導率（W m-1K-1） 9.66 6.30 16.01 5.94
ZT 15.7×10-4 24.2×10-4 12.3×10-4 1.63×10-4
47
Table 3-4 Seebeck coefficient of p-type※ s-SWNT sheets @30 °C in the literatures[8]
※ Refers to holes as the main transport carrier in s-SWNT. n-type (electrons as main carrier) is not discussed in
this report
1) Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-altco-(6,6′-(2,2′-bipyridine)]
2) 1,1′-(((1E,1′E)-(9,9-didodecyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(ethene-2,1-diyl))bis(6-methyl-4-oxo-1,4-dihydropyrimidine-5,2-diyl))bis(3-dodecylurea)
3) Poly[(9,9-di-n-dodecyl-2,7-fluorendiyl-dimethine)-(1,4-phenylene-dinitrilomethine)]
Type of SWNT material
Method of extraction
Diameter (nm)
s-SWNT purity
Bundle size
(nm) Dopant S (µV K-1)
Calculated or measured
value
Ref.
Arc Discharge DGU 1.4±0.2 98% 19.6±11.3 O2 76.0 Measured This study[8]
- - 0.5 100% - - >2000 Calculated [5b]
- - 1.4 100% - - 800 Calculated [5b]
- - 0.8 100% - - 1285 Calculated [5a]
- - 1.3 100% - - 705 Calculated [5a]
Arc Discharge DGU 1.4 >99% - O2 88 Measured [11]
Arc Discharge DGU 1.44 100% - O2 dedoped 170 Measured [6]
Arc Discharge DGU 1.44 98% - O2 dedoped 150 Measured [6]
Arc Discharge DGU 1.44 >99% - Nitric acid 30-180 Measured [14b]
Laser vaporization
wrapping by
PFO-BPy1) 1.3 >99% - OA6) 64-700 Measured [5a]
Laser vaporization
Wrapping by
SP2) 1.3 >99% 23.9±6.7 OA6) 20-200 Measured [13a]
Laser vaporization
Wrapping by
SP2) 1.3 >99% 42.6±12.0 OA6) 23-130 Measured [13a]
Plasma-torch Wrapping by
PFPD3) 1.0 >99% 15±5 OA6) 20-200 Measured [13b]
Plasma-torch Wrapping by
SMP4) 1.0 >99% 20±4 OA6) 21-90 Measured [13b]
Chemical vapor deposition
- 1.5-3.0 Unsorted5)
DWNT 20 CSA7) 18 Measured [13c]
Chemical vapor deposition
- 1.5-3.0 Unsorted
DWNT 50-100 O2 55 Measured [13c]
48
4) 1,10-(((1E,10E)-(9,9-didodecyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis(ethene-2,1-diyl))bis(6-methyl-4-oxo-1,4-dihydropyrimidine-5,2-diyl))bis(3-dodecylurea)
5) Double-walled carbon nanotube
6) Triethyloxonium hexachloroantimonate
7) Chlorosulfonic acid
また、電気伝導率はs-SWNTの純度の増加につれて減少していく（Fig. 3-8（b））。電気伝導率と ゼーベック係数はトレードオフ関係を示し（Fig. 3-8（c））、従来の報告と一致している[5a, 13a, 13b]。PF
はs-SWNTの純度増加につれて増加している（Fig. 3-8（d））。Fig. 3-8（e）により、PFは電気伝導
率の増加につれて減少することが分かった。以前、NakaiらとFergusonらはs-SWNTをドーピングす る場合、電気伝導率が低い領域に（< 104 S m−1）PFは電気伝導率の増加につれて増加すると報告した
[5a, 6, 13a, 13b]。これにより、s-SWNTの純度が制御された場合、ゼーベック係数の変化はPFを支配している
が、SWNTのキャリア密度が制御された場合、電気伝導率の変化はPFを支配していると考えられる。Fig.
3-8（d）により、unsorted SWNTのPFは98% s-SWNTのPFと同じだことが分かった。これはunsorted SWNTは半金分離後のm, s-SWNTよりダメージが小さいため、電気伝導率が高く維持したからであ る[7c, 15]。
Fig. 3-9（a、b）は30 °Cにおける2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートの面内方向熱拡散率、
熱伝導率のs-SWNT純度依存性プロットを示している[8]。s-SWNTの純度が変わっても熱拡散率及び 熱伝導率がほぼ一定であり、従来の理論計算[16]及び実測実験[7c]と同じである。SWNTの熱伝導では、
フォノンが荷い手であり、m-SWNT においてもフェルミ順位近傍の電子の状態密度が小さいために 熱伝導への伝導電子の寄与は小さい[16]。しかし、従来の報告により、SWNTシートの熱伝導率の値は 2桁変化していて、Table 3-5に示している[8]。本研究が報告したSWNTシートの熱伝導率（9.16 – 17.9 W m−1 K−1）はLianらが報告した値（80 – 370 W m−1 K−1）との差はSWNTの直径[17]、長さ[18]、バン ドルサイズ[19]、異方性[20]、欠陥度合い[10]、密度[21]及び測定法[7c, 22]の違いから由来すると考えられる。
また、本研究で測定した半金分離後m、s-SWNTシートの熱伝導率はunsorted SWNTシートの熱伝導 率より小さかった（Fig. 3-9（b））。これも電気伝導率の差と同じように、分離後SWNTの欠陥或は 短尺化のため、フォノン散乱は欠陥のところ及びSWNT同士の接点で行い、分離後SWNTの熱伝導 率が減少すると考えられる[10, 23]。
49
Table 3-5 In plane thermal conductivity of SWNT sheets @30 ºC in the literatures[8]
Orientation of SWNTs
Length of SWNTs (µm)
Density (g cm-3)
Measurement technique κ (W m-1 K-1) Ref.
Random networks
0.6-1.9 0.46-0.76 Cyclic heat method 9.16-17.90 This study Random
networks
0.5-1.0 0.5-1.1 IR microscope 80-370 [7c]
Oriented networks
- - Heat flow method 42 [24]
Oriented networks
- 1.33 Heat flow method 220 [25]
Random networks
- 1.33 Heat flow method 30 [25]
Random networks
1.0 - Raman spectroscopy 26 [26]
Random networks
- - Raman spectroscopy 18.3 [27]
Random networks
- 0.4 Periodic heating method 9.8 (± 3.3)- 39 (± 12)
[28]
Random networks
- 0.42 Si-N thermal isolation platform measurement
2.2 [5a]
Random networks
- - Si-N thermal isolation
platform measurement
1.39 (±0.43), 2.38 (±0.98)
[13b]
Random networks
- - Si-N thermal isolation
platform measurement
2.45−3.85 [13a]
Random networks
1-10 0.509 Cyclic heat method 24.4 [29]
Random networks
- - Self-heating method 18, 24 [30]
Random networks
- 1.1 Self-heating method 43 (± 4)- 51 (±
5)
[31]
Random networks
5.2 (± 0.7) 1.5 (± 0.2) Bolometric technique 75 [32]
Random networks
>1 - Comparative method
(constantan)
35 [33]
Random networks
- - comparative steady state
method (constantan)
15, 17.5 [34]
50 Random
networks
- - Steady-state method 2.6 [35]
また、以上の測定により、30 °Cにおける2%、33%、67%、80%、98% s-SWNTシートの面内方向 ZTを計算した（Fig. 3-9（c）、Table 3-2）。ZTはs-SWNT純度の増加につれて向上され、98% s-SWNT のZTは1.91 × 10-3であり、2% s-SWNTのZT（1.36 × 10-4）の14倍であった。これは高純度s-SWNT が熱電変換材料に有利であるのを示した。また、98% s-SWNTのZTはunsorted SWNTのZTよりも 高いため、半金分離で抽出したs-SWNTの優位性が分かった。本研究の結果はSWNTが未ドープの 状態のため、s-SWNTとunsorted SWNTの差が大きくないが、Hayashiらはキャリアドープされた s-SWNT はキャリアドープされた unsorted SWNT より高いゼーベック係数の向上が報告され[14b] 、s-SWNTの優位性を示した。今後ドープしたs-SWNTのZTを系統的に検討する必要がある。
3-4. 第3章のまとめ
本章では、市販（Nanointegris）のm-SWNT、s-SWNTを混合することで、2%、33%、67%、80%、
98% s-SWNTシートを作製した。吸収スベクトルを評価し、シートのs-SWNT純度を確認した。ラマ
ンスペクトルを測定し、半金分離後SWNT、特にm-SWNTは大きなDバンドが観察され、欠陥が導 入されたことが分かった。また、熱電特性（電気伝導率、ゼーベック係数、熱伝導率）を評価した。
s-SWNTの純度が増加するとともに、電気伝導率が減少していき、ゼーベック係数とPFが増大して
いく。これは既報と一致する。熱伝導率はs-SWNTの純度が増加しても一定であり、計算の結果と一 致する。これらの測定結果を用いて、純度が異なる s-SWNTシートのZTを初めて評価し、s-SWNT の純度向上につれてZTが向上されることが分かった。