ナノワイヤ成長制御による超感度2次元加速度ナノセンサの創製

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22656060
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 福田 敏男 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70156785)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 正博 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80377837)
• Keywords: ナノワイヤ / 加速センサ / ナノセンサ / 超高感度 / ナノデバイス / フィールドエミッション / カーボンナノチューブ / ナノマニピュレーション

Research Abstract

本研究では,カーボンナノチューブのフィールドエミッション電流制御に基づいてナノワイヤをアセンブリし,ナノ構造体に基づいた超感度な加速度ナノセンサを創製することを目的とするまず,カーボンナノチューブをエミッタとして利用することで,フィールドエミッシン電流を用いたその場ナノワイヤ成長制御実験を行った.これまで構築してきた電解放射走査型電子顕微鏡内の多自由度・多ユニット型ナノマニピュレーションシステム(最大16自由度,4ユニット)を用いて,カーボンナノチューブをピックアップ・アセンブリし,フィールドエミッタを作製した.金属(タングステン,プラチナなど)を含む前駆体ガスを導入した真空チャンバ内で,対向する電極間に電圧を印加し,カーボンナノチューブ先端からの金属ナノワイヤの成長を確認した.また,電極間距離をナノマニピュレータにより調整することにより,成長速度を制御可能であることを確認した.
実施したナノワイヤ成長実験に基づいて,超感度加速度ナノセンサの設計について再考した.センサの検出原理・感度などに関して,理論的な基礎解析・考察を行った.この結果,従来想定していた設計とは異なり,カーボンナノチューブ及びナノワイヤを共振振動させたときのフィールドエミッション電流変化から,加速度を検出する新たな検出原理を考案した.このための,基本的なナノワイヤの配置,振動条件などについて検討すると共に,実験的に実現するための,マイクロ・ナノ電極作製,アセンブリ手法などについて検討した.