2014 Fiscal Year Research-status Report
カーボンナノチューブプローブを用いた単一シリコンナノ粒子の電気伝導機構の解明
| Project/Area Number |
25390015
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
安坂 幸師 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50361316)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | Siナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 透過電子顕微鏡法 / その場観察 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
単一のナノ粒子において発現する特性は、ナノ粒子個々の構造と密接に関連する。従来のナノギャップ電極を用いたナノ粒子の特性評価では、特性を構造と同時に評価することが困難であり、これが特性解明のボトルネックとなっている。本研究では、カーボンナノチューブ（CNT）をナノプローブやヒータ、あるいは電極として用い、原子レベルで構造を観察しながら電流や電圧、光を同時にその場で測定することが可能である高分解能透過電子顕微鏡内マニピュレーションその場観察測定法を応用することにより、単一シリコンナノ粒子における電気伝導やエレクトロルミネッセンス、カーボンとの高温反応、電界電子放出などの特性や現象を明らかにすることを目指している。今回、CNTナノプローブヒータ電極の表面に蒸着したSiナノ粒子を透過電子顕微鏡内でジュール加熱し、Siナノ粒子の構造変化を詳細に解析した。Siナノ粒子は、CNTの外層を炭素源としてシリコンカーバイド(SiC)ナノ粒子を形成し、さらに加熱を続けると、SiCからSiが昇華してカーボンナノカプセルへと変化した。このとき、CNTナノプローブヒータからの熱放射スペクトルを連続的に測定し、Siナノ粒子の構造が変化するときの温度を明らかにした。さららに、この熱放射スペクトルでは熱放射とは別に、ある特定の波長でスペクトルピークが観察された。これらのピーク位置はCNTの温度が増加しても一定であり、これらのスペクトルピークの起源はCNTのファン・ホーブ特異点間での光学遷移に由来する発光であることが示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度までの研究計画に沿って、結晶Siナノ粒子の作製方法を確立し、CNTをナノプローブやヒータ、あるいは電極として用いた高分解能透過電子顕微鏡内ナノマニピュレーションその場観察測定法による評価技術を構築した。この手法により、Siナノ粒子とCNTの高温反応過程や高温でのCNTからの発光など新たな知見をも得ており、研究はおおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策として、基本的に本研究計画に沿って実施する。高分解能透過電子顕微鏡内ナノマニピュレーションその場観察測定法による、Siナノ粒子の構造と電気伝導特性、高温でのCNTの発光特性、Siナノ粒子からの発光特性、Siナノ粒子を蒸着したCNTからの電界電子放出特性などに関する研究を順次遂行する予定である。
|
| Causes of Carryover |
予定していた消耗品の購入時期が今年度にずれたため、次年度使用額約1万円が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の消耗品費に使用する。
|
