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2009 Fiscal Year Annual Research Report

シリコンデバイスとの融合を可能にする水平配向カーボンナノチューブの創製

Research Project

Project/Area Number 21310074
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

吾郷 浩樹  Kyushu University, 先導物質化学研究所, 准教授 (10356355)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 厚史  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10243924)
Keywordsカーボンナノチューブ / シリコンウエハー / 配向成長 / CVD
Research Abstract

シリコンを基盤とするLSIは、その微細化と集積化が限界に近づきつつあり、新たな材料や構造の導入が必要とされている。単層カーボンナノチューブ(SWNT)は、規則的な一次元ナノ構造と優れたデバイス特性からLSIへの応用が期待されている。しかし、その実現にはSWNTをSiウエハー上にいかに規則的に並べて集積化するか、という重要な課題を解決する必要がある。そのような中、我々はSiウエハー(酸化膜付きシリコン基板)をフッ素系プラズマによってエッチング処理を行うと、放射状のステップが局所的に形成され、その溝に沿ってSWNTが配向成長することを見出した。これは、従来困難と思われてきたSiウェハー上でのSWNTの配向成長の可能性を示唆するものと期待される。本研究では、この知見を微細加工技術などのトップダウン的手法によって発展させて高密度配向SWNTをSi基板上で実現することを目的としている。さらに、Si表面での水平配向SWNTの創製を通じて集積化を実現し、これまで築かれてきたSiデバイスと融合した高性能デバイスを作製することを目的とする。
本年度は、シリコンの微細加工技術に関する基盤技術の開発を中心に行った。特に、電子ビームリソグラフィーでパターニングしたSi基板に対して、異方性エッチングを適用することで、急峻でシャープなエッジをもつトレンチ構造を作製した。その結果、従来よりも高いSWNTの配向度を得ることができた。さらに、反応ガスの流れによる促進効果も観測され、新たな配向メカニズムに関して議論することもできた。この新たな結果は、現在論文として投稿中である。このようなSiウエハー上の配向成長に加えて、SWNT成長に及ぼす水の影響、ならびにサファイア上でのSWNTの配向成長に関しても検討を行い、方向制御、パターニング、そして直径制御に関していくつかの興味深い結果を得ることができた。

  • Research Products

    (24 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (18 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effective patterning of metal nanoparticles on sapphire surface for aligned growth of single-walled carbon nanotubes2010

    • Author(s)
      H.Ago, R.Ohdo, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 10(6)

      Pages: 3867-3872

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of water vapor on diameter distribution of SWNTs grown over Fe/MgO based catalysts2010

    • Author(s)
      B.Hu, H.Ago, N.Yoshihara, M.Tsuji
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 114(9)

      Pages: 3850-3856

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct growth of bent carbon nanotubes on surface engineered sapphire2009

    • Author(s)
      H.Ago, K.Imamoto, T.Nishi, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 113(30)

      Pages: 13121-13124

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent development in technology for horizontally-aligned growth of single-walled carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago, C.M.Orofeo, N.Ishigami, N.Yoshihara, M.Tsuji
    • Journal Title

      Sensors and Meterials 21(7)

      Pages: 321-330

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単層カーボンナノチューブの水平配向成長とデバイス応用2009

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Journal Title

      化学工業 60(5)

      Pages: 348-353

  • [Presentation] Controlled Growth of Carbon Nanotubes and Graphene for Future Carbon Electronics2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Organizer
      5大学附置研究所アライアンス「物質・デバイス領域共同研究拠点事業」拠点発足記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] エピタキシャル触媒上でのCVDによるグラフェン成長2010

    • Author(s)
      伊藤由人, 吾郷浩樹, 辻正治, 水野清義
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブの二方向への水平配向成長2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 西徹志, Carlo M.Orofeo, 石神直樹, 辻正治, 生田竜也, 高橋厚史
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] エレクトロニクス応用を目指したカーボンナノチューブとグラフェンの成長制御2010

    • Author(s)
      吾郷浩樹
    • Organizer
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会(プラズマナノバイオトロニクスの基礎研究)
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-02-23
  • [Presentation] Patterned growth of graphene on epitaxial catalyst2009

    • Author(s)
      H.Ago, I.Tanaka, M.Tsuji, K.Ikeda
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-12-02
  • [Presentation] Direct growth of bent carbon nanotubes on surface engineered sapphire2009

    • Author(s)
      H.Ago, K.Imamoto, T.Nishi, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi, M.Fukui
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] Growth of orthogonal single-walled carbon nanotube arrays on sapphire2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, K.Imamoto, N.Ishigami, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Organizer
      MRS 2009 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      米国ボストン
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] Direct growth of orthogonal single-walled carbon nanotube arrays on sapphire2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, C.M.Orofeo, M.Tsuji
    • Organizer
      The Third International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences(Global COE Symposium)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-03
  • [Presentation] Diameter-controlled growth of horizontally-aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      T.Ayagaki, H.Ago, N.Ishigami, M.Tsuji
    • Organizer
      The Third International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences(Global COE Symposium)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-03
  • [Presentation] 高分子の熱分解によるグラフェン成長2009

    • Author(s)
      吾郷浩樹, 田中伊豆美, 池田賢一, 辻正治
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-11
  • [Presentation] Direct Growth of Orthogonal Single-Walled Carbon Nanotube Arrays2009

    • Author(s)
      T.Nishi, H.Ago, C.M.Orofeo, N.Ishigami, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] Bending Horizontally-Aligned Carbon Nanotubes during Growth2009

    • Author(s)
      H.Ago, K.Imamoto, T.Nishi, M.Tsuji, T.Ikuta, K.Takahashi, M.Fukui
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] Catalytic Growth of Graphene over Epitaxial Metal Film2009

    • Author(s)
      H.Ago, I.Tanaka, M.Tsuji, K.Ikeda
    • Organizer
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-09-01
  • [Presentation] Controlled synthesis and application of horizontally-aligned carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      Carbon Materials for Energy Devices and Environmental Protections(CSE2009)
    • Place of Presentation
      中国(青島)
    • Year and Date
      2009-08-31
  • [Presentation] サファイア表面における単層カーボンナノチューブの二方向への配向成長2009

    • Author(s)
      西徹志, 吾郷浩樹, 今本健太, 石神直樹, 辻正治
    • Organizer
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-07-11
  • [Presentation] 水平配向カーボンナノチューブの直径制御に関する研究2009

    • Author(s)
      綾垣喬史, 吾郷浩樹, 石神直樹, 辻正治
    • Organizer
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-07-11
  • [Presentation] Synthesis and application of horizontally aligned single-walled carbon nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      Global COE International Workshop
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-06-19
  • [Presentation] Growth Mechanism, Characterization, and Structure Control of Aligned Carbon Nanotubes2009

    • Author(s)
      H.Ago
    • Organizer
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics 2009
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-06-11
  • [Remarks]

    • URL

      http://nano.cm.kyushu-u.ac.jp/ago/

URL: 

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

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