• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2009 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブフィールドエミッションデバイスの研究と開発

Planned Research

Project AreaCarbon nanotube nanoelectronics
Project/Area Number 19054007
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

齋藤 弥八  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (90144203)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中原 仁  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20293649)
安坂 幸師  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50361316)
Keywordsカーボンナノチューブ / 電界放出 / 電子源 / 電界放出顕微鏡 / 走査電子顕微鏡 / 二次電子像 / 金属コーティング / 電界増強因子
Research Abstract

カーボンナノチューブ(CNT)電子源の高性能化と電子線機器への応用に関して,以下の成果を得た。
1. CNT表面へのチタンコーティングによる電子放出特性の改善
多層CNTエミッタへのチタン蒸着を電界放出顕微鏡内で行い,Ti蒸着量による電流-電圧特性の変化を系統的に測定した。その結果,蒸着無し(清浄表面)からTi平均膜厚0.9nmまでは放出電流が増加するが、平均膜厚が0.9nmを超えると放出電流が減少することが分かった。また,Fowler-Nordheim理論に基づく解析から,膜厚が0.9nmまでの放出電流の増加は、主に電子放出面積の増大により、膜厚が0.9nmから7.2nmまでの放出電流の減少は、電界増強因子の減少による事を示した。
2. 金をコーティングした単一CNTからの電界放出の透過電子顕微鏡その場観察
タングステン針の先端に固定した一本の多層CNTに金を蒸着した後,このCNTを陰極として透過電子顕微鏡内で電界放出の動的観察を行った。放出電流が40μA(電流密度で1.7×10^7A/cm^2)に達するとCNT先端付近の金粒子の直径が減少し、金粒子は消失した。この金粒子の消失はジュール加熱による温度上昇に起因すると推察され,金原子の蒸発する速度からCNT表面の温度を見積もると、1900K程度であった。なお、CNT先端付近の金粒子の消失により放出電流は増加した。
3. CNTポイントエミッタの電子源基礎特性の解明と走査電子顕微鏡実機への搭載
電子線誘起堆積法により一本の多層CNTをタングステン針先端に固定する時に,電子ビームの照射時のみW(CO)_6を導入することで,CNT先端部分への余分の堆積層の形成を抑制した。このエミッタを超高真空電界放出型走査電子顕微鏡に装着し,放出電流の時間変動の測定と二次電子像の観察を行った。放出電流の変動率については、85分間で3%以下、2分間で2%以下であり、現在実用化されているW単結晶エミッタの安定性と同程度であった。二次電子像にいては,ノイズの少ない像を得ることができたが,対物絞り位置調整機構の故障により,残念ながら分解能の評価はできなかった。

  • Research Products

    (34 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (24 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ionization Vacuum Gauge with a Carbon Nanotube Field Electron Emitter Combined with a Shield Electrode2010

    • Author(s)
      H.Liu, H.Nakahara, S.Uemura, Y.Saito
    • Journal Title

      Vacuum 84

      Pages: 713-717

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric and mass transport of a suspended multi-walled carbon nanotube studied by in situ transmission electron microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Suzuki, K.Asaka, H.Nakahara, Y.Saito
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys 49

      Pages: 02BD07-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Cathode-Anode Distance on Field Emission Properties for Carbon Nanotube Film Emitters2009

    • Author(s)
      H.Liu, S.Kato, Y.Saito
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys 48

      Pages: 015007-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-luminance 1.8-mm-pixel-pitch CNT-FED for ubiquitous color character displays2009

    • Author(s)
      J.Yotani, S.Uemura, T.Nagasako, H.Kurachi, T.Nakao, M.Ito, A.Sakurai, H.Shimoda, T.Ezaki, K.Fukuda, Y.Saito
    • Journal Title

      J.Soc.Information Display 17(4)

      Pages: 361-367

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Empirical expression for emission site density of nanotube film emitters2009

    • Author(s)
      H.Liu, S.Kato, Y.Saito
    • Journal Title

      Nanotechnology 20

      Pages: 275206-1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluations of Carbon Nanotube Field Emitters for Electron Microscopy2009

    • Author(s)
      H.Nakahara, Y.Kusano, T.Kono, Y.Saito
    • Journal Title

      Appl.Surface Science 256

      Pages: 1214-1217

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic Detail Observation of Adsorbed Molecules and Metal Clusters on Carbon Nanotube Electron Emitter2009

    • Author(s)
      Y.Saito
    • Journal Title

      Coord.Chem.Rev 253

      Pages: 2912-2919

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emission site density depending on size and surface morphology of nanotube film emitters2009

    • Author(s)
      H.Liu, S.Kato, Y.Saito
    • Journal Title

      J.of Vacuum Sci.Tech.B 27(6)

      Pages: 2435-2438

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単一カーボンナノチューブのナノ溶接と電子放出の測定2009

    • Author(s)
      安坂幸師, 齋藤弥八
    • Journal Title

      まてりあ(Materia Japan) 48

      Pages: 608-608

  • [Presentation] カーボンナノチューブと金属極の接合過程その場TEM観察2010

    • Author(s)
      苅田基志、安坂幸師、齋藤弥八
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 銅内包カーボンナノチューブからの電界放出のTEMによるその場観察2010

    • Author(s)
      木村文隆、安坂幸師、小塩明、小海文夫、齋藤弥八
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 電子顕微鏡用に向けた単一カーボンナノチューブ電子源の特性評価II2010

    • Author(s)
      草野賢和、中原仁、齋藤弥八
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] In-situ transmission electron microscopy of structural change of the contact between gold and a carbon nanotube2010

    • Author(s)
      M.Karita, K.Asaka, Y.Saito
    • Organizer
      International Workshop on Organic Electronics and Spintronics
    • Place of Presentation
      Meitetsu New Grand Hotel
    • Year and Date
      2010-03-08
  • [Presentation] カーボンナノチューブ電子エミッタへの金属(チタン、金)堆積の効果2010

    • Author(s)
      齋藤弥八
    • Organizer
      第7回真空ナノエレクトロニクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-03
  • [Presentation] Effect of adsorption of benzene on field electron emission from a carbon nanotube2010

    • Author(s)
      A.Ruammaitree, H.Hu, H.Nakahara, Y.Saito
    • Organizer
      第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      2010-03-02
  • [Presentation] 透過電子顕微鏡法による金とカーボンナノチューブの接合とその場観察2010

    • Author(s)
      齋藤弥八
    • Organizer
      第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      2010-03-02
  • [Presentation] カーボンナノチューブの特性と応用2009

    • Author(s)
      齋藤弥八
    • Organizer
      日本真空協会 2009年12月研究例会
    • Place of Presentation
      名古屋大学ベンチャービジネスラボラトリ
    • Year and Date
      2009-12-17
  • [Presentation] Field Emission Studies on Methane-and Ethane-adsorbed Carbon Nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Nakahara, T.Yamashita, Y.Saito
    • Organizer
      7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'09
    • Place of Presentation
      The Westin Maui Resort & Spa, Maui, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2009-12-08
  • [Presentation] In-situ TEM Observation of Joining of Carbon Nanotubes2009

    • Author(s)
      K.Asaka, M.Karita, Y.Saito
    • Organizer
      7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'09
    • Place of Presentation
      The Westin Maui Resort & Spa, Maui, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2009-12-08
  • [Presentation] TEMその場観察法によるカーボンナノチューブの構造と電界放出の評価2009

    • Author(s)
      安坂幸師、浅井智仁、中原仁、喜多隆、齋藤弥八
    • Organizer
      特定領域「カーボンナノチューブナノエレクトロニクス」平成21年度第1回研究会
    • Place of Presentation
      淡路島舞台国際会議場
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] チタンコートによるカーボンナノチューブ電子源の性能向上2009

    • Author(s)
      中原仁、山本雄太、劉華栄、齋藤弥八
    • Organizer
      特定領域「カーボンナノチューブナノエレクトロニクス」平成21年度第1回研究会
    • Place of Presentation
      淡路島舞台国際会議場
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] 金蒸着したカーボンナノチューブの電界放出その場TEM観察2009

    • Author(s)
      浅井智仁、安坂幸師、中原仁、齋藤弥八
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] カーボンナノチューブへのチタン蒸着による電界放出の増強2009

    • Author(s)
      劉華栄、野村航太、山本雄太、齋藤弥八
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] 多層カーボンナノチューブからの電界放出に及ぼすチタン蒸着の効果2009

    • Author(s)
      山本雄太、劉華栄、野村航太、中原仁、齋藤弥八
    • 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
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] その場透過電子顕微鏡法による金蒸着したカーボンナノチューブの電界放出の評価2009

    • Author(s)
      浅井智仁、安坂幸師、中原仁、齋藤弥八
    • 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
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2009-09-01
  • [Presentation] Carbon nanotube FED for high luminance character display2009

    • Author(s)
      S.Uemura, H.Kurachi, J.Yotani, T.Nagasaka.T.Nakao, M.Ito, A.Sakurai, M. Kajiwara, K.Sato, K.Fukuda, Y.Saito
    • Organizer
      22nd International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • Place of Presentation
      Hamamatsu, Shizuoka, Japanアクトシティ浜松
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] Empirical expression for the emission site density of nanotube film emitters2009

    • Author(s)
      H.Liu, S.Kato, Y.Saito
    • Organizer
      22nd International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • Place of Presentation
      Hamamatsu, Shizuoka, Japanアクトシティ浜松
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] Field emission microscopy of Al-deposited carbon nanotubes : Emission stability improvement and atomically-resolved image of an Al cluster2009

    • Author(s)
      Y.Saito, T.Matsukawa, K.Asaka, H.Nakahara
    • Organizer
      22nd International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • Place of Presentation
      Hamamatsu, Shizuoka, Japanアクトシティ浜松
    • Year and Date
      2009-07-21
  • [Presentation] In-situ TEM study on electric and mass transport of a copper nano-rod encapsulatedin a carbon nanotube2009

    • Author(s)
      Y.Saito, F.Kimura, K.Asaka, H.Nakahara, F.Kokai
    • Organizer
      10th International Conference on the Science & Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2009-06-25
  • [Presentation] Field Emission Microscopy Study on Methane and Ethane Adsorbed on CNT Field Emitters2009

    • Author(s)
      Y.Saito
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics CNTNE 2009
    • Place of Presentation
      Matsusima, Miyagi, Japan Hotel Taikcanso
    • Year and Date
      2009-06-11
  • [Presentation] Electric and mass transport of a suspended multi-walled carbon nanotube studied by in situ transmission electron microscopy2009

    • Author(s)
      Y.Suzuki, K.Asaka, H.Nakahara, Y.Saito
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics CNTNE 2009
    • Place of Presentation
      Matsusima, Miyagi, Japan Hotel Taikcanso
    • Year and Date
      2009-06-10
  • [Presentation] カーボンナノチューブフィルムにおける電子放出サイト密度のFNプロットからの導出2009

    • Author(s)
      劉華栄、加藤茂樹、齋藤弥八
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-04-01
  • [Presentation] 電子顕微鏡用に向けたカーボンナノチューブ電界エミッタの特性評価2009

    • Author(s)
      草野賢和、安坂幸師、中原仁、齋藤弥八
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-04-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.surf.nuqe.nagoya-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2014-03-12  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi