2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24656195
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐野 栄一 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (10333650)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノカーボン / カーボンナノチューブ / 電子伝導 / 複素誘電率 / 薄膜トランジスタ / 複合材料 / 電磁波吸収体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、カーボンナノチューブ(CNT)ネットワークの電子伝導機構および電磁波応答機構を解明するとともに、それらの知見をもとに、これまで得られていない誘電率を持つ材料の創出、その電磁波吸収体への応用を目的とする。初年度には、CNTネットワークの電気伝導がCNT-CNT間接合の揺らぎ誘起トンネル現象により決定されるとの推定のもと、紫外線硬化樹脂を用いた簡単なプレス加工によりCNT-CNT間接合幅を縮小させた結果、単層CNT膜のシート抵抗が一桁低下し、トンネル伝導をほぼ実証した。また、多層CNT分散紙の誘電率測定値はこれまでにテラヘルツスペクトロスコピーにより測定されてCNTのプラズマ周波数などの物性値とMaxwell-Garnettモデルにより説明できることを示した。次年度は、単層CNTネットワークにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)について、ゲートによる電界制御とCNT-CNT間トンネル伝導を考慮した簡単なTFTドレイン電流モデルを考案した。モデルは試作したTFTのドレイン電流実測値とよく一致し、その妥当性を検証した。さらに、TFTのドレイン電流で観測される低周波領域1/f雑音特性について、上記モデルを援用して雑音係数を求めた結果、Hoogeの経験値と良く一致した。最終年度は、CNTネットワークで構成される新たな複合材料の創出と電磁波吸収体への応用研究を行った。従来の電磁波吸収体は磁性体あるいは導電体を積層した構造が採られてきた。しかしながら、構造が複雑であり、広帯域特性を実現することが難しいなどの課題があった。このため、単一シートで高い吸収率を実現するために要求される材料の複素誘電率を検討し、誘電率実部が1.0 (空気)に近い損失材料が理想的であることを明らかにした。このような複素誘電率を実現するために、空隙率が大きい不織布をCNT分散液で染色する方法を考案した。
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