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2009 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブにおける単一光子放出現象の研究

Research Project

Project/Area Number 20710107
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

大野 雄高  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10324451)

Keywordsカーボンナノチューブ / 光物性 / 励起子 / 発光 / デバイス / 電界効果トランジスタ / pn制御
Research Abstract

今年度は,カーボンナノチューブ特有の強い励起子閉じ込め効果を活かした新奇光電子デバイスの可能性を探求するため,カーボンナノチューブの基礎的な光物性解析,カーボンナノチューブデバイスにおけるキャリア注入の制御手法,およびキャリア選択ゲート構造をもつ光電子デバイスを実現した.
具体的には,フォトルミネッセンスと光電流を同時に測定可能な素子を作製し,1本のカーボンナノチューブの光吸収断面積の評価を初めて実現した.さらに,as-grownのカーボンナノチューブのカイラル指数分布を評価するとともに、フォトルミネッセンス強度のカイラル指数依存性を初めて明らかにした.
また,発光素子実現のためにはカーボンナノチューブに注入するキャリア(電子/正孔)を制御することが必須である.カーボンナノチューブFETに堆積した時に導入される界面電荷により,従来,大気中では困難であった電子注入を実現した.さらに,界面電荷密度を加熱処理により制御し,p型素子も実現した.この技術により,1本のナノチューブにp型素子とn型素子を集積し,CMOSを実現した.作製したCMOSにおいて入出力整合のとれた反転動作を確認し,高い電圧ゲイン(~26)を得た.この電圧ゲインは,入出力整合のとれたナノチューブCMOSでは世界最高性能である.
さらに,電流注入による発光素子実現のため,ナノチューブFETのソース・ドレイン電極にキャリア選択ゲートを設置した素子を試作した.ゲート電圧により極性の変化するダイオード特性を実現し,電子,正孔の同時注入を確認した.

  • Research Products

    (22 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (13 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Change in carrier type in high-k gate carbon nanotube field-effect transistors by interface fixed charges2010

    • Author(s)
      N.Moriyama
    • Journal Title

      Nanotechnology 21

      Pages: 165201-1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical Properties of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Multiple Channels Measured by Scanning Gate Microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Okigawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys 49

      Pages: 02BD02-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication Process of Carbon Nanotube Field Effect Transistors Using Atomic Layer Deposition Passivation for Biosensors2010

    • Author(s)
      Y.Nakashima
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 10

      Pages: 3805-3809

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thin film transistors using PECVD-grown carbon nanotubes2010

    • Author(s)
      Y.Ono
    • Journal Title

      Nanotechnology 21(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A study of preferential growth of carbon nanotube with semiconducting behavior grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition2009

    • Author(s)
      T.Mizutani
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 106

      Pages: 073705-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] (招待講演)カーボンナノチューブ電界効果型トランジスタの電気的特性に及ぼす界面特性の影響とその制御2010

    • Author(s)
      大野雄高
    • Organizer
      電子情報通信学会,電子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      那覇青年会館
    • Year and Date
      2010-02-23
  • [Presentation] Carrier Type Conversion in Carbon Nanotube Field-Effect Transistors Caused by Interface Fixed Charges2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      International Semiconductor Device Research Sym posium
    • Place of Presentation
      Maryland, USA
    • Year and Date
      2009-12-10
  • [Presentation] Control of carrier type for high-performance carbon nanotube FETs by fixed charges incorporated in gate insulator2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Sapporoシュラトソホテル札幌
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] Control of carrier type in carbon nanotube FETs by high-k gate insulator2009

    • Author(s)
      N.Moriyama
    • Organizer
      The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
    • Place of Presentation
      Okinawaカルチャーリゾートフロンデ
    • Year and Date
      2009-10-25
  • [Presentation] Electrical characteristics of high-k gate insulator for carbon nanotube FETs2009

    • Author(s)
      T.Kitamura
    • Organizer
      The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
    • Place of Presentation
      Okinawaカルチャーリゾートフロンデ
    • Year and Date
      2009-10-25
  • [Presentation] (招待講演) Fabrication and characterization of carbon nanotube transisinra2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      The Second Nanotechnology International Forum
    • Place of Presentation
      Moscow, Russia
    • Year and Date
      2009-10-08
  • [Presentation] ゲート絶縁膜の堆積によるカーボンナノチューブFETの伝導型制御2009

    • Author(s)
      森山直希
    • Organizer
      第70回応用物理学会講演会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2009-09-07
  • [Presentation] Preparation of catalyst nanoparticles for growth of high-density horizont ally aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      K.Hata
    • Organizer
      International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2009-06-22
  • [Presentation] Carrier-type conversion in carbon nanotube FETs by deposition of Hf022009

    • Author(s)
      N.Moriyama
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      Matsushimaホテル大観荘
    • Year and Date
      2009-06-09
  • [Presentation] Formation of catalyst nano-particles for growth of high-density horizont ally aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      K.Hata
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      Matsushimaホテル大観荘
    • Year and Date
      2009-06-09
  • [Presentation] (招待講演) Direct comparison of photoluminescence intensity with (n, m) abundance of single-walled carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      Workshop on Nanotube Optics & Nanospectroscopy
    • Place of Presentation
      Matsushimaホテル大観荘
    • Year and Date
      2009-06-08
  • [Presentation] (招待講演) Plasma-enhanced CVD of semiconducting SWNTs for transis for application2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      The 4th Guadalupe Workshop
    • Place of Presentation
      Texas, USA
    • Year and Date
      2009-04-21
  • [Presentation] (招待講演) Fabrication and characterization of high-performance carbon nanotube field-effect transistors2009

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Organizer
      First International Conference on Nanostructured Materials and Nanocomposites
    • Place of Presentation
      Kerala, India
    • Year and Date
      2009-04-08
  • [Book] Environmental effects on photoluminescence of single-walled carbon nanotub es(Carbon Nanotube ed. by Mauricio Marulanda)2010

    • Author(s)
      Y.Ohno
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      IN-TECH
  • [Remarks]

    • URL

      http://qed63.qd.nuqe.nagoya-u.ac.jp/mizutanilab-j/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] カーボンナノチューブの製造方法,カーボンナノチューブ製造用の単結晶基板,およびカーボンナノチューブ2010

    • Inventor(s)
      大野雄高, 畑謙佑, 佐藤忠, 河野修一
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学,京セラ,京セラキンセキ
    • Industrial Property Number
      特許,特願2010-045945
    • Filing Date
      2010-03-02
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 半導体デバイスおよび製造方法2009

    • Inventor(s)
      大野雄高, 水谷孝, 森山直希, 北村隆光
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特許,特願2009-249307
    • Filing Date
      2009-10-29

URL: 

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

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