2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of semiconducting carbon nanotube arrays by direct growth and post-growth processing
Project/Area Number |
17K14601
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
井ノ上 泰輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00748949)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | カーボンナノチューブ / CNT / 半導体 / 電界効果トランジスタ / 六方晶窒化ホウ素 / BNNT / ヘテロナノチューブ |
Outline of Annual Research Achievements |
カーボンナノチューブ(CNT)の半導体デバイス応用に向けては,その構造制御合成技術およびデバイス構築技術の確立が必要とされている.本年度は,13C同位体エタノールを炭素源に用いたラベリング合成およびラマンマッピング測定による単一単層CNTの成長過程分析において,成長途中での炭素源の一時的停止と各種ガスの添加効果を調べた.一時停止中に水素を導入しない場合はその後の再成長が生じなかったのに対して,水素を導入した場合は再成長が生じた.さらに水蒸気を導入した場合は,単層CNTが成長とは逆方向に動きながらエッチングされるとともに,再成長時に単層CNTの成長速度が向上することが示された.これは半導体CNTの長尺・高密度合成の実現に向けて有用な知見といえる.また,直接合成において単層CNTの構造を制御することが半導体デバイス応用に向けて望まれている.合成中および合成前に添加ガスを用いることで,単層CNTの直径が小さくなり,カイラリティにおいては大きなカイラル角のものが選択的に合成されることを見出した.さらに,架橋した孤立単層CNTをテンプレートとして窒化ホウ素ナノチューブ(BNNT)を同心状に合成し,単層CNTとBNNTの複合構造であるヘテロナノチューブを作製した.架橋状態から平面基板にヘテロナノチューブを転写する方法を確立し,電極の形成により電界効果トランジスタ(FET)を作製した.FETの電流電圧特性を測定し,半導体CNTに由来する高いスイッチング性能が確認された.
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Research Products
(28 results)
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[Journal Article] One-dimensional van der Waals heterostructures2020
Author(s)
R. Xiang, T. Inoue, Y. Zheng, A. Kumamoto, Y. Qian, Y. Sato, M. Liu, D. Tang, D. Gokhale, J. Guo, K. Hisama, S. Yotsumoto, T. Ogamoto, H. Arai, Y. Kobayashi, H. Zhang, B. Hou, A. Anissimov, M. Maruyama, Y. Miyata, S. Okada, S. Chiashi, Y. Li, J. Kong, E. I. Kauppinen, Y. Ikuhara, K. Suenaga, S. Maruyama
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Journal Title
Science
Volume: 367
Pages: 537-542
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Atomic-scale structural identification and evolution of Co-W-C ternary SWCNT catalytic nanoparticles: High-resolution STEM imaging on SiO22019
Author(s)
H. An, A. Kumamoto, R. Xiang, T. Inoue, K. Otsuka, S. Chiashi, C. Bichara, A. Loiseau, Y. Li, Y. Ikuhara, S. Maruyama
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Journal Title
Science Advances
Volume: 5
Pages: eaat9459
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Application of one-dimensional van der Waals heterostructures coaxially wrapped around single-walled carbon nanotubes2019
Author(s)
Shigeo Maruyama, Rong Xiang, Taiki Inoue, Yongjia Zheng, Ming Liu, Yuta Sato, Akihito Kumamoto, Yan Li, Shohei Chiashi, Esko Kauppinen, Kazu Suenaga, Yuichi Ikuhara
Organizer
20th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-dimensional Materials (NT19)
Int'l Joint Research
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