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2009 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブ1本の熱伝導率計測

Research Project

Project/Area Number 20048006
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高橋 厚史  Kyushu University, 工学研究院, 准教授 (10243924)

KeywordsMEMS技術 / ナノセンサ / 熱整流作用 / 熱伝導率
Research Abstract

カーボンナノチューブ(CNT)をデバイスへ応用するには電気的性質に加えて熱物性の把握が欠かせない.特に,正確な熱物性データを取得するには直径など性質が異なった集合体から一本のCNTを取り出して計測する必要がある.今年度は,フラーレンピーポッドなどバンドル状態で供給される単層カーボンナノチューブ(SWNT)から1本を取り出してT字一体型ナノセンサによって熱伝導率を計測するためのMEMS技術の開発に取り組んだ.成功した手順は以下の通りである.1)超音波分散させたSWNT分散液を酸化膜付きシリコンウエハ上に滴下,2)高解像度SEMで1本だけになったチューブの位置を把握,3)電子線レジストをスピンコートした上で電子線描画装置を用いてT字一体型ナノセンサのパターンを直接描画,4)プラチナを蒸着してリフトオフ法でパターニング,5)BHFおよびCF_4プラズマでSi酸化膜とSiを等方的エッチング.この工程中においてSWNTの位置とセンサの位置を合わせることで,センサとSWNTがともに基板から浮いた状態、すなわち熱計測の必要条件を実現することができた.ただし,リフトオフの工程でSWNTによってセンサが傷ついてしまう問題が発生しており,今のところ熱伝導率計測の完了までには至っていない.これはリフトオフ等の条件の改善で解決できるものと考えている.また,平行して行った理論研究において,SWNTに存在する格子欠陥が熱の整流作用を生み出すことを予見し,非平衡分子動力学法によって確認した.さらに,この熱整流作用の基本的物理機構を1次元格子モデルで明らかにすることができた.

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Defective Carbon Nanotube for Use as a Thermal Rectifier2010

    • Author(s)
      Koji Takahashi, Masato Inoue, Yohei Ito
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol 49

      Pages: 02BD12(5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-dimensionality of phonon transport in cup-stacked carbon nanofiber2010

    • Author(s)
      Yohei Ito, Masato Inoue, Koji Takahashi
    • Journal Title

      J.Phys.: Condens. Matter Vol 22

      Pages: 065403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] THERMAL RECTIFICATION OF ASYMMETRICALLY-DEFECTIVE CARBON NANOTUBES2010

    • Author(s)
      Hiroyuki Hayashi, Yohei Ito, Koji Takahashi
    • Journal Title

      Proc.Joint Int.Symposia 3rd Micro & Nano-Technology and Micro/Nanoscale Energy Conversion & Transport-2010, March 21-24, 2010, Seoul, Korea

      Pages: 24-26

  • [Journal Article] EXPERIMENTAL STUDY ON INTERFACIAL THERMAL RESISTANCE BETWEEN CARBON NANOTUBE TIP AND SOLID SURFACE2010

    • Author(s)
      J.Hirotani, S.Kai, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Journal Title

      Proc.Joint Int.Symposia 3rd Micro & Nano-Tech nology and Micro/Nanoscale Energy Conversion & Transport-2010, March 21-24, 2010, Seoul, Korea

      Pages: 95-97

  • [Journal Article] Experimental and numerical studies on ballistic phonon transport of cup-stacked carbon nanofiber2009

    • Author(s)
      K.Takahashi, Y.Ito, T.Ikuta, X.Zhang, M.Fujii
    • Journal Title

      Physica B: Condensed Matter Vol 404

      Pages: 2431-2434

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating Error in Measuring Thermal Conductivity Using a T-type Nanosensor2009

    • Author(s)
      Yohei Ito, Koji Takahashi, Motoo Fujii, Xing Zhang
    • Journal Title

      Heat Transfer-Asian Research Vol.38,No.5

      Pages: 297-312

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Underetching on Thermal Conductivity Measurement of Suspended Nanofilm2009

    • Author(s)
      Yohei Ito, Koji Takahashi, Tatsuya Ikuta, Xing Zhang
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.48,No.5

      Pages: 05EB01

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of the Thermal Conductivity of Nanodeposited Material2009

    • Author(s)
      K.Takahashi, N.Hilmi, Y.Ito, T.Ikuta, X. Zhang
    • Journal Title

      International Journal of Thermophysics Vol.30

      Pages: 1864-1874

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interlayer Thermal Conductance of a Carbon Nanotube2009

    • Author(s)
      Y.Ito, K.Takahashi, M.Inoue, X.Zhang, M.Fujii
    • Journal Title

      Proc.20th Int.Symp.Transport Phenomena, Victoria BC, Canada, July 7-10, 2009 ISTP-20

      Pages: 180

  • [Journal Article] CARBON NANOTUBE THERMAL PROBE USING PLATINUM NANOHOT-FILM2009

    • Author(s)
      Koji Takahashi, Jun Hirotani, Satoshi Kai, Tatsuya Ikuta
    • Journal Title

      Proceedings of ASME 2009 2nd Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference, Dec. 18-22, 2009, Shanghai, China

      Pages: MNHMT2009-18356

  • [Journal Article] ナノ材料の熱物性計測2009

    • Author(s)
      高橋厚史,藤井丕夫
    • Journal Title

      伝熱 Vol.48

      Pages: 20-25

  • [Presentation] ナノ材料の熱物性と計測技術(招待講演)2009

    • Author(s)
      高橋厚史
    • Organizer
      ナノマシンシステム技術研究会2009年度第1回例会
    • Place of Presentation
      滋賀県草津市
    • Year and Date
      2009-07-17

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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