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超高純度かつ高結晶性半導体カーボンナノチューブの迅速分離法の開発と伝導特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 14J11197
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ材料工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

THENDIE BOANERGES (2015-2016)  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

THENDIE Boanerges (2014)  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードcarbon nanotubes / separation / large diameter / mobility / semiconductor / Carbon nanotubes / Separation / Gel Filtration / Semiconducting / Large diameter / carbon nanotube / gel filtration
研究実績の概要

Single-wall carbon nanotubes (SWCNTs) are promising materials for high performance semiconductor devices application such as thin-film transistors (TFTs). However, SWCNTs are typically exhibit both metallic and semiconducting properties depend on the structure. In addition, the semiconducting SWCNTs (s-SWCNTs) also has various carrier mobility which inversely related to their diameter. Thus, purifying large diameter s-SWCNTs is necessary to realize their high performance TFTs application. Here, we demonstrate the purification of large diameter s-SWCNTs using combination of temperature-controlled gel filtration and low composition gradient elution. By controlling the separation temperature at 310K, large diameter s-SWCNTs are sufficiently adsorbed on the column while the large diameter metallic SWCNTs (m-SWCNTs) pass through the column. Subsequently, low composition gradient elution separate the large diameter s-SWCNTs from the small diameter s-SWCNTs and m-SWCNTs. Thus, s-SWCNTs with average diameter of 1.9 nm has been successfully separated and used to fabricate TFTs. Compared to those fabricated from the typically obtained 1.5-nm-diameter s-SWCNTs, the TFT fabricated from 1.9-nm-diameter s-SWCNTs exhibit 1.6 times higher carrier mobility and 1.3 times higher on current density. Therefore, we have not only succeeded in purifying large diameter s-SWCNTs, but also demonstrate their superior performance than the small diameter s-SWCNTs which are typically purified.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Efficient separation of semiconducting single-wall carbon nanotubes by surfactant-composition gradient in gel filtration2017

    • 著者名/発表者名
      Boanerges THENDIE, Haruka OMACHI, Yasumitsu MIYATA, and Hisanori SHINOHARA
    • 雑誌名

      japanese journal of applied physics

      巻: 56 号: 1 ページ: 015101-015101

    • DOI

      10.7567/jjap.56.015101

    • NAID

      210000147341

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Purification of 1.9-nm-diameter semiconducting single-wall carbon nanotubes by temperature-controlled gel-column chromatography and its application to thin-film transistor devices2017

    • 著者名/発表者名
      Boanerges THENDIE, Haruka OMACHI, Jun HIROTANI, Yutaka OHNO, Yasumitsu MIYATA, and Hisanori SHINOHARA
    • 雑誌名

      japanese journal of applied physics

      巻: accepted

    • NAID

      120006343665

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Purification of high purity semiconducting single-wall carbon nanotubes with a large diameter of 1.9 nm by gel filtration2016

    • 著者名/発表者名
      Boanerges THENDIE, Haruka OMACHI, Jun HIROTANI, Yutaka OHNO, Ryo KITAURA, Yasumitsu MIYATA, and Hisanori SHINOHARA
    • 学会等名
      第51回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター かでる2・7、札幌市、北海道
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] チオフェン重合体内包カーボンナノチューブの光伝導スペクトル2016

    • 著者名/発表者名
      中村 新男、宮浦 健志、松田 一成、THENDIE Boanerges、宮田 耕充、篠原 久典
    • 学会等名
      一般社団法人日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Purification of Large Diameter Semiconducting Species from Pyrolitic-Grown Single-Wall Carbon Nanotubes by Gel Filtration2015

    • 著者名/発表者名
      THENDIE Boanerges、 大町 遼、宮田 耕充、北浦 良、篠原 久典
    • 学会等名
      6th A3 Symposium on Emerging Materials
    • 発表場所
      九州大学 筑紫キャンパス
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sorting of Semiconducting, Large Diameter Single-Wall Carbon Nanotubes: Towards High Mobility Electronic Devices Application2015

    • 著者名/発表者名
      THENDIE Boanerges、 大町 遼、宮田 耕充、北浦 良、篠原 久典
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Linear Polythiophene by Utilizing Inner Space of Carbon Nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      THENDIE Boanerges、 大町 遼、宮田 耕充、北浦 良、篠原 久典
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Complutense University of Madrid, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of Large Diameter Single-Wall Semiconducting Carbon Nanotubes by Gel Filtration2015

    • 著者名/発表者名
      THENDIE Boanerges、 大町 遼、宮田 耕充、北浦 良、篠原 久典
    • 学会等名
      The Sixteenth International Conference on The Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Gradient Elution for Separation of Metal and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      〇Boanerges Thendie, Haruka Omachi, Ryo Kitaura, Yasumitsu Miyata, and Hisanori Shinohara
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会 (2015)
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部 千葉県
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Gradient Elution for Separation of Metal and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      〇Boanerges Thendie, Haruka Omachi, Ryo Kitaura, Yasumitsu Miyata, and Hisanori Shinohara
    • 学会等名
      International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials 2015 (IWEPNM 2015)
    • 発表場所
      Hotel Sonnalp in Kirchberg in Tirol, Austria
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Gradient Elution for Separation of Metal and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      〇Boanerges Thendie, Haruka Omachi, Ryo Kitaura, Yasumitsu Miyata, and Hisanori Shinohara
    • 学会等名
      第48回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン 総合シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 伊藤国際学術研究センター 東京都
    • 年月日
      2015-02-21 – 2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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