Development of innovative devices of 1D hetero-nanotubes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00220
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Maruyama Shigeo 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90209700)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末永 和知 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00357253) ; 千足 昇平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50434022) ; 項 栄 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人客員研究員 (20740096) ; 井ノ上 泰輝 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (00748949)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: カーボンナノチューブ / ヘテロナノチューブ / 遷移金属ダイカルコゲナイト / 高分解能電子顕微鏡 / 分光計測 / エネルギーデバイス応用

Outline of Final Research Achievements

We synthesized various hetero-nanotubes by applying the hetero-nanotube synthesis technique, which is obtained by forming different nanotubes as the outer layer of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), and evaluated their physical properties and fabricated devices. The growth mechanism of the BNNTs was clarified by TEM observation, and the optical properties and diode characteristics of the SWCNT@BNNT@MoS2-NTs with NoS2-NTs on the outer layer were also clarified. The thermal conductivity properties of hetero-nanotubes and the synthesis of hetero-nanotubes consisting only of SWCNTs of specific chirality were also successfully demonstrated, which are expected to be useful for future nanodevices.

Free Research Field

分子熱工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヘテロナノチューブにおいて，その内層と外層に金属・半導体および絶縁体のナノチューブを任意に組み合わせることが可能であり，それ自身が電子素子となり多様な機能を有する．さらにバンドギャップや直径等も制御でき，本研究課題の成果としてヘテロナノチューブの高い工学応用のポテンシャルを示すことができたと言える．実際に，ダイオード特性を計測することにも成功しただけでなく，多数の水平配向および垂直配向ヘテロナノチューブ合成技術により，バルクスケールでの応用への展開も可能になった．