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シリコンデバイスとの融合を可能にする水平配向カーボンナノチューブの創製

Research Project

Project/Area Number 21310074
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

吾郷 浩樹  Kyushu University, 先導物質化学研究所, 准教授 (10356355)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 厚史  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10243924)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2010: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2009: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / シリコンウエハー / 配向成長 / CVD
Research Abstract

シリコンを基盤とするLSIは広範に利用されているが、デバイスの微細化を通じた集積化は限界に近づきつつあり、ポストシリコンとして様々な材料が検討されている。特に、単層カーボンナノチューブ(SWNT)は、規則的な一次元ナノ構造と優れたデバイス特性から将来のエレクトロニクスへの応用が期待されている。そのような観点から、SWNTをシリコンデバイスと融合することは大きな意味を持つが、シリコンウエハー上でSWNTの集積化や電子構造を制御する技術を開発する必要がある。
そこで、本研究では、微細加工技術などのトップダウン的手法を発展させ高密度配向SWNTをSi基板上で合成し、Si表面での水平配向SWNTの創製を通じて集積化を実現することで、これまで築かれてきたSiデバイスと融合した高性能デバイスを作製することを目的とした。昨年度は、電子ヒームリソグラフィでパターニングした基板に対して、リアクティブイオンエッチングと呼ばれるドライプロセスで加工して、シリコン基板表面に数百nmの幅をもつトレンチ構造を作製し、そのトレンチのエッジに沿ってSWNTが水平配向することを見出した。しかし、トレンチの形状がシャープでなかったため、SWNTの配向度は十分高いとはいえなかった。そこで、今年度は、シリコンの結晶面に依存した化学反応性の違いを利用する、異方性エッチングと呼ばれるウエットプロセスでシリコン表面にトレンチを作製した。その結果、SWNTの配向度を向上させることが出来た。また、成長メカニズムの検討から、反応ガスの方向に沿った配向成長と組み合わせることで、従来よりも高い密度で配向SWNTを合成することに成功した。これらの結果に加え、サファイア上でのSWNTの配向成長やグラフェンの触媒成長に関しても検討を行い、いくつかの興味深く、かつ重要な結果を得ることができた。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (73 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (56 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of large-area, homogeneous, single layer graphene by annealing amorphous carbon on Co and Ni2011

    • Author(s)
      C.M.Orofeo, H.Ago, B.Hu, M.Tsuji
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      Nano Research

      Volume: (印刷中)

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      綾垣喬史, 吾郷浩樹, 辻正治
    • Organizer
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州
    • Year and Date
      2010-07-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlled Growth of Carbon Nanotubes and Graphene2010

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      The 1st China-Japan Young Scientist Forum 第27回中国化学会(中国化学会・日本化学会主催)
    • Place of Presentation
      中国アモイ
    • Year and Date
      2010-06-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] CVD Growth of Graphene over Epitaxial Metal Catalyst2010

    • Author(s)
      Y.Ito, H.Ago, M.Tsuji, N.Mizuta, S.Mizuno
    • Organizer
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2010)
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2010-06-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Orthogonal Growth of Horizontally-Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Arrays on Sapphire2010

    • Author(s)
      H.Ago, T.Nishi, K.Imamoto, N.Ishigami, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Organizer
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2010)
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2010-06-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Catalytic Growth of Rectangular and Triangular Graphene Films over Epitaxial Metal Films2010

    • Author(s)
      H.Ago, I.Tanaka, M.Tsuji, K.Ikeda
    • Organizer
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2010)
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2010-05-31
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of water vapor on diameter distribution of SWNTs over Fe/MgO based catalysts2010

    • Author(s)
      B.Hu, H.Ago, N.Yoshihara, M. Tsu
    • Organizer
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2010)
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2010-05-31
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlled Growth of Carbon Nanotubes and Graphene for Future Carbon Electronics2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Organizer
      5大学附置研究所アライアンス「物質・デバイス領域共同研究拠点事業」拠点発足記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-03-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] エピタキシャル触媒上でのCVDによるグラフェン成長2010

    • Author(s)
      伊藤由人, 吾郷浩樹, 辻正治, 水野清義
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2010-03-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブの二方向への水平配向成長2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 西徹志, Carlo M.Orofeo, 石神直樹, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2010-03-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] エレクトロニクス応用を目指したカーボンナノチューブとグラフェンの成長制御2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Organizer
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会(プラズマナノバイオトロニクスの基礎研究)
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-02-23
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Patterned growth of graphene on epitaxial catalyst2009

    • Author(s)
      H.Ago, I.Tanaka, M.Tsuji, K.Ikeda
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-12-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct growth of bent carbon nanotubes on surface engineered sapphire2009

    • Author(s)
      H.Ago, K.Imamoto, T.Nishi, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi, M.Fukui
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-11-30
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth of orthogonal single-walled carbon nanotube arrays on sapphire2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, K.Imamoto, N.Ishigami, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-11-30
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct growth of orthogonal single-walled carbon nanotube arrays on sapphire2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, C.M.Orofeo, M.Tsuji
    • Organizer
      The Third International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences(Global COE Symposium)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-03
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Diameter-controlled growth of horizontally-aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      T.Ayagaki, H.Ago, N.Ishigami, M.Tsuji
    • Organizer
      The Third International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences(Global COE Symposium)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-03
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子の熱分解によるグラフェン成長2009

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 田中伊豆美, 池田賢一, 辻正治
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-11
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct Growth of Orthogonal Single-Walled Carbon Nanotube Arrays2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, C.M.Orofeo, N.Ishigami, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-03
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Bending Horizontally-Aligned Carbon Nanotubes during Growth2009

    • Author(s)
      H.Ago, K.Imamoto, T.Nishi, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi, M.Fukui
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-02
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  • [Presentation] Catalytic Growth of Graphene over Epitaxial Metal Film2009

    • Author(s)
      H.Ago, I.Tanaka, M.Tsuji, K.Ikeda
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-01
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  • [Presentation] Controlled synthesis and application of horizontally-aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      Carbon Materials for Energy Devices and Environmental Protections(CSE2009)
    • Place of Presentation
      中国(青島)
    • Year and Date
      2009-08-31
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  • [Presentation] サファイア表面における単層カーボンナノチューブの二方向への配向成長2009

    • Author(s)
      西徹志, 吾郷浩樹, 今本健太, 石神直樹, 辻正治
    • Organizer
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-07-11
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  • [Presentation] 水平配向カーボンナノチューブの直径制御に関する研究2009

    • Author(s)
      綾垣喬史, 吾郷浩樹, 石神直樹, 辻正治
    • Organizer
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-07-11
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  • [Presentation] Synthesis and application of horizontally aligned single-walled carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      Global COE International Workshop
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-06-19
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  • [Presentation] Growth Mechanism, Characterization, and Structure Control of Aligned Carbon Nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics 2009
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-06-11
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  • [Book] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック 第1章1-1-1[5] 水平配向SWNT2011

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Publisher
      (株)コロナ社(印刷中)
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  • [Book] 炭素学 基礎編第3章 4.大環状芳香族分子2011

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Publisher
      (株)化学同人(印刷中)
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  • [Remarks]

    • URL

      http://nano.cm.kyushu-u.ac.jp/ago/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://nano.cm.kyushu-u.ac.jp/ago/

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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