2009 Fiscal Year Annual Research Report
ナノギャップ電極を用いた単一及び少数結合型ハーフメタル・ナノ微粒子の物性計測
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21360345
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
小堀 裕己 Konan University, 理工学部, 准教授 (90202069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 哲夫 独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (40357215)
内藤 泰久 独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (10373408)
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| Keywords | ナノギャップ電極 / ナノマニピュレーション / ナノ微粒子 / 物性計測 / ハーフメタル |
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| Research Abstract |
これまでの研究で、研究分担者の清水および内藤は、斬新的なアイデアである斜め蒸着法を用いてわずか10nm程度まで制御可能なナノギャップ電極の作製に成功した。また、ナノ・マニュピレーション技術の高度化研究を通じて、ナノギャップ電極を利用した単一カーボンナノ,チューブの物性測定、特に熱伝導率と電気伝導率の測定に成功した。研究代表者の小堀は、マグネタイトの単一ナノ微粒子の特性を間接的に評価するために、マグネタイト・ナノ微粒子の集合体である焼結体を作製し、その物性測定を行ってきた。平成21年度の実施計画は主に、1)マグネタイト(Fe_3O_4)およびヘマタイト(α-Fe_2O_3)の単一ナノ微粒子をナノギャップ電極に架橋した計測用デバイスを作製する、2)作製したヘマタイト・単一ナノ微粒子の計測用デバイスについては、水素中熱処理還元法を用いてヘマタイトをマグネタイトに変化させ、間接的にマグネタイトの単一ナノ微粒子・計測用デバイスを作製する。さらにXRD測定をし物質の同定をする、3)作製した計測用デバイスを用いて、マグネタイト単一ナノ微粒子の電気的測定を行う、である。実施計画の1)および2)は達成されたが、3)については予想以上に接触抵抗が大きく、その解決のための試行錯誤を繰り返した。マグネタイト・ナノ微粒子焼結体場合、蒸着した金電極との接触抵抗が低いのとは対照的である。これは、今回作製した計測用デバイスのナノ微粒子-電極間の接触面積がかなり小さく、さらに大気中への暴露によって、導電性のあるマグネタイトの表面が酸化のため絶縁体であるヘマタイトで覆われている事が原因であると考えられる。単位面積あたりの接触抵抗を下げるために、1)マグネタイトの計測用デバイスを水素中で熱処理還元する、2)ナノ微粒子と金電極の重なり領域へ、FIB(Focused Ion Beam:収束イオンビーム)を用いて導電カーボンを被覆し、接触面積を増大さる、などの試みをしたが、満足できるほど抵抗の減少は得られなかった。現在、接触抵抗の1つの解決策として、マグネタイト・ナノワイヤーをナノギャップ電極に架橋し、非常に大きな金電極との接触領域を導電性物質で被覆するという試みを考えている。
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