2008 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電ゲートカーボンナノチューブFETによる焦電型赤外線センサー
| Project/Area Number |
20241035
|
|---|
| Research Institution | Osaka Prefecture University |
|---|
Principal Investigator |
秋田 成司 Osaka Prefecture University, 工学研究科, 教授 (60202529)
|
|---|
| Keywords | ナノチューブ・フラーレン / マイクロ・デバイス / 強誘電体 / 光センサ / ナノ材料 |
|---|
| Research Abstract |
1.焦電センサーに適した強誘電体薄膜の作成
1-1強誘電体薄膜の低温成長強誘電体の形成には、溶液ベースの有機金属分解(MOD)法を用いた。強誘電材料の候補としてPZTを選択した。基板種類、温度を変化して強誘電特性を調べた。
1-2SPMによるナノ圧電特性解析マクロな特性は通常の電極を用いたP-VやC-V特性で評価した。また、走査型プローブ顕微鏡により,圧電応答特性の分布を測定するシステム構築をおこなった。また、振動ゲート型走査型ゲート顕微鏡法を提案し、ナノチューブFETが数100KHzのゲート容量変化に追従することを明らかにした。
2.ナノチューブの強誘電体上への配置技術の開発
2-1誘電泳動法の最適化アルコールCVDで成長した単層ナノチューブを誘電泳動させ効率よく架橋するために、分散に用いる界面活性剤や分散媒質について検討し、SDSによる分散と後洗浄が有効であることが分かった。
2-2CNT分散法の検討基板に粗に成長させた状態で表面を修飾し、立体障害を設けた状態でSDS溶液中に直接投入し分散することで均一に分散することが分かった。
3.ナノチューブチャネルの強誘電体薄膜上でのナノスケール動作解析
3-1焦電特性の測定ゲート電極部に断続光を照射し、ナノチューブチャネルに流れる電流の変調特性を測定した。ここで、薄膜タイプではPZT膜が絶縁破壊をおこしたため、300ミクロン厚のPZT板を基板として用いた。ここで、PZTの誘電率が4000と極めて高いため、バックゲート構造のFETとして動作した。また、光応答は4-1の計算から求めた焦電効果で期待できる時定数よりも極めて遅く、新しい光応答機構が示唆された。
3-2KFM/EFMによる電界分布調査デバイスの表面電位分布を解析する測定系構築を行った。
4.焦電センサーに適したデバイス構造探索
4-1有限要素法による予測デバイスの高感度化と高速応答性を目指し,有限要素法により電界分布と熱拡散に関して検討した。また、300ミクロン厚のPZT板でのFET動作について検討し特性を予測した。
|
