カーボンナノチューブの電界効果およびトランジスタへの応用

• Project/Area Number: 12875003
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied materials science/Crystal engineering
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 吉田 明 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (20023145)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 浩 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (30324495) ; 若原 昭浩 (若原 明浩) 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (00230912) ; 今枝 健一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60314085)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2000: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ / 電子デバイス / 量子デバイス / 電極構造 / 原子間力顕微鏡 / 電流-電圧特性 / 電界効果デバイス / 量子効果デバイス / ポストシリコン材料 / MOSデバイス / 微細加工技術 / 電子顕微鏡

Research Abstract

本研究は、カーボンナノチューブを用いた電界効果トランジスタなどの新しい電子デバイスを実現するために、カーボンナノチューブの基本的な伝導特性や、デバイス作製プロセスに関して検討を行ってきた。
本年は、Si/SiO_2基板上に、櫛形のAu/Cr電極構造を作製し、この電極構造上に単層および多層のカーボンナノチューブを分散し、ナノチューブの電気的特性の評価を試みた。
作製した試料の電気的特性の室温での評価から、抵抗値にして数100Ω〜数10kΩの線形性のある電流-電圧特性が観測された。
しかしながら、基板上に分散したカーボンナノチューブの電子顕微鏡観察では、電極上に単体のカーボンナノチューブが分散されている箇所もあったが、複数本のカーボンナノチューブが束になったバンドルや、ナノチューブ以外のグラファイトなどの不純物も認められた。現在のナノチューブの作製、精製技術ではこれらの不純物の混入は避けられず、カーボンナノチューブを用いたデバイスの実現や、電子回路の配線への応用において、大きな問題となる。そこで、カーボンナノチューブの形成で、触媒金属に微細加工を施してナノチューブの形成位置制御を行う、新しい手法を考案した。