結晶表面における単層カーボンナノチューブのエピタキシャル配向成長

• 研究課題/領域番号: 18681020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吾郷 浩樹 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (10356355)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 29,770千円 (直接経費: 22,900千円、間接経費: 6,870千円); 2008年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2007年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2006年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / サファイア / 単結晶 / エピタキシャル成長 / カイラリティ / 触媒化学 / CVD

研究概要

単層カーボンナノチューブは、その優れた電子物性と規則的な一次元ナノ構造から将来のナノエレクトロニクスへの応用が期待されている。本研究では、我々が見出したサファイア単結晶基板上での水平配向成長を発展させることを目的として、配向メカニズム、ナノチューブの構造への影響、そしてデバイスの作製と評価を中心に検討を行った。その結果、サファイアの結晶面に依存した直径・カイラリティ分布の変化、一方向への配向成長といった基礎的に重要な知見を得るとともに、デバイス応用への有用性を実験的に示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Effective patterning of metal nanoparticles on sapphire surface for aligned growth of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, R. Ohdo, M. Tsuji, T. Ikuta, and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotech. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally aligned growth of single-walled carbon nanotubes on surface modified silicon wafer (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshihara, H. Ago, M. Tsuji, T. Ikuta, and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 119(13) ページ: 8030-8034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Top-down approach to align single-walled carbon nanotubes on silicon substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: C. M. Orofeo, H. Ago, N. Yoshihara, and M. Tsuji
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 94(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Top-down approach to align single-walled carbon nanotubes on silicon substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: C.M. Orofbo, 他
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally aligned growth of single-walled carbon nanotubes on surface modified silicon wafer (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshihara, 他
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 113(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective patterning of metal nanoparticles on sapphire surface for aligned growth of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, 他
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional growth of single-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishigami, H. Ago, T. Nishi, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. (Communication) 130(51) ページ: 17264-17265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole-doping to aligned single-walled carbon nanotubes from sapphire induced by heat treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, I. Tanaka, M. Tsuji, K. Ikeda, and S. Mizuno
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112(47) ページ: 18350-18354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, N. Ishigami, K. Imamoto, T. Suzuki, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotech. 8(11) ページ: 6165-6169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal plane dependent growth of aligned single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishigami, H. Ago, K. Imamoto, M. Tsuji, K. Iakoubovskii, and N. Minami
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130(30) ページ: 9918-9924
  • NAID: 40016345650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of horizontally-aligned single-walled carbon nanotube growth with 13C/12C isotopes (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, N. Ishigami, N. Yoshihara, K. Imamoto, K. Ikeda, M. Tsuji, T. Ikuta, and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C (Letter) 112(6) ページ: 1735-1738
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブの水平配向成長集積化への新しい可能性シリコンLSIとの融合も期待 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 雑誌名: Semiconductor FPD World 12 ページ: 98-100
• [雑誌論文] サファイア上で水平配向した単層カーボンナノチューブの結晶面に依存した成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹,吾郷浩樹,今本健太,辻正治,K.ヤクボヴスキー,南信次
  • 雑誌名: ナノ学会会報 7(1) ページ: 45-51
  • NAID: 40016345650
• [雑誌論文] ナノチューブの成長メカニズム-水の添加効果とその化学- (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記,吾郷浩樹,辻正治
  • 雑誌名: ナノ学会会報 7(1) ページ: 39-44
  • NAID: 40016345649
• [雑誌論文] Crystal plane dependent growth of aligned single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishigami, 他
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 130 ページ: 9918-9924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth mechanism of carbon nanotube over gold-supported catalysts (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshihara, 他
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 1944-1948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, 他
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 8 ページ: 6165-6169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole-doping to aligned single-walled carbon nanotubes from sapphire induced by heat treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, 他
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112 ページ: 18350-18354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional growth of single-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishigami, 他
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 130 ページ: 17264-17265
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブの水平配向成長集積化への新しい可能性シリコンLSIとの融合も期待 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, 他
  • 雑誌名: Semiconductor FPD World 12 ページ: 98-100
• [雑誌論文] Mechanism of carbon nanotube growth over gold-supported catalysts (2008)
  • 著者名/発表者名: N, Yoshihara 他
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally-alinged single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: H, Ago 他
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemistry of water-assisted carbon nanotube growth over Fe-Mo/MgO catalyst (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshihara, H. Ago, and M. Tsuji
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111(31) ページ: 11577-11582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microreactor utilizing a vertically-aligned carbon nanotube array grown inside the channels (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ishigami, H. Ago, Y. Motoyama, M. Takasaki, M. Shinagawa, K. Takahashi, T. Ikuta, and M. Tsuji
  • 雑誌名: Chem. Commun. 16 ページ: 1626-1628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competition and cooperation between lattice-oriented growth and step-templated growth of aligned carbon nanotubes on sapphire (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, K. Imamoto, N. Ishigami, R. Ohdo, K. Ikeda, and M. Tsuji
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 90(12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「新たな汎用電子材料カーボンナノネット),G. Gruner著」「ナノチューブ研究をリードする日本(解説記事)」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹(翻訳・監修)
  • 雑誌名: 日経サイエンス 8 ページ: 52-60
• [雑誌論文] Microreactor utilizing a vertically-aligned carbon nanotube array grown inside the channels (2007)
  • 著者名/発表者名: N, Ishigami 他
  • 雑誌名: Chemical Communications 16 ページ: 1626-1628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemistry of water-assisted carbon nanotube growth over Fe-Mo/MgO catalyst (2007)
  • 著者名/発表者名: N, Yoshihara 他
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 111(31) ページ: 11577-11582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizztion of horizontally-aligned single-walled carbon nanotube growth with ^<13>C/^<12>C isotopes (2007)
  • 著者名/発表者名: H, Ago 他
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112(6) ページ: 1735-1738
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新たな汎用電子材料カーポンナノネット(翻訳記事) (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷 浩樹
  • 雑誌名: 日経サイエンス 8 ページ: 52-60
• [雑誌論文] ナノチューブ研究をリードする日本(解説記事) (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷 浩樹
  • 雑誌名: 日経サイエンス 8 ページ: 60-60
• [雑誌論文] Competition and cooperation between lattice-oriented growth and step-templated growth on aligned carbon nanotubes on sapphire (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Ago 他
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 90 (12)
• [雑誌論文] Gas analysis of CVD process for high yield growth of carbon nanotubes over metal-supported catalysts (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, N. Uehara, N. Yoshihara, M. Tsuji, M. Yumura, N. Tomonaga, and T. Setoguchi
  • 雑誌名: Carbon 44(14) ページ: 2912-2918
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes with controllable density and polarized Raman spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Ago, N. Uehara, K.Ikeda, R. Ohdo, K. Nakamura, and M. Tsuji
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 421(4-6) ページ: 399-403
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブの合成と応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 雑誌名: 機械の研究 58(8) ページ: 841-848
  • NAID: 40007404236
• [雑誌論文] Synthesis of horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes with controllable density and polarized Raman spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Ago 他
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 421 (4-6) ページ: 399-403
• [雑誌論文] Nonlinear optical response and relaxation dynamics in double-walled carbon nanotubes (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakamura 他
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 119-120 ページ: 8-12
• [雑誌論文] Experimental study on thermal characteristics of suspended platinum nanofilm sensors (2006)
  • 著者名/発表者名: X.Zhang 他
  • 雑誌名: International Journal of. Heat and Mass Transfer 49 (21-22) ページ: 3879-3883
• [雑誌論文] Gas analysis of CVD process for high yield growth of carbon nanotubes over metal-supported catalysts (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Ago 他
  • 雑誌名: Carbon 44(14) ページ: 2912-2918
• [雑誌論文] Mechanical Immobilization of Hela Cells on aligned carbon nanotube array (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Ago 他
  • 雑誌名: Materials Letters 60 (29-30) ページ: 3851-3854
• [雑誌論文] SWNTの可視化とキャラクタリゼーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 雑誌名: 化学(化学同人) 61(7) ページ: 61-62
• [雑誌論文] カーボンナノチューブの合成と応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 雑誌名: 機械の研究(養賢堂) 58(8) ページ: 841-848
  • NAID: 40007404236
• [雑誌論文] 単結晶表面の原子配列によってプログラムされた孤立単層カーボンナノチューブの配向成長 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 雑誌名: 九州大学超高圧電顕室研究報告 30 ページ: 105-106
• [学会発表] Top-down approach to align single-walled carbon nanotubes on silicon substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: C.M. Orofbo, 他
  • 学会等名: 第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2009-03-04
• [学会発表] Effect of water vapor on structure of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: 第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2009-03-04
• [学会発表] 単結晶基板上での単層カーボンナノチューブの水平配向成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: 九大応力研ワークショップ「低次元カーボン系材料の最新動向-C60, カーボンナノチューブ, グラフェン-」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-26
• [学会発表] エレクトロニクス応用を目指した単層カーボンナノチューブの精密合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: 東北大多元研-九大先導研-北大電子研合同シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] Synthesis and characterization of horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2008 (The IUMRS International Conference in Asia 2008) (招待講演)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Synthesis and characterization of horizontally-aligned single-walled carbon nNanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2008 (The IUMRS International Conference in Asia 2008)
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Growth mechanism, characterization, and structure control of aligned carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ago 他11名
  • 学会等名: MRS 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Growth mechanism, characterization, and structure control of aligned carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: MRS 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Unidirectional growth of single-walled carbon nanotubes on sapphire (2008)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹, 他
  • 学会等名: MRS 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Growth of horizontally aligned single-walled carbon nanotubes on surface modified silicon substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: 21st International Microprocess and Nanotechnology Conference (MNC2008)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブの一方向成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹, 他
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 表面処理したシリコン基板上での単層カーボンナノチューブの水平配向成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 水平配向カーボンナノチューブの新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会シンポジウム(依頼講演)
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 水平配向カーボンナノチューブの新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会シンポジウム「カーボンナノチューブエレクトロニクス」
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Heat-induced charge transfer from sapphire to aligned carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: 第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-08-28
• [学会発表] Growth of horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes on surface modified silicon substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: 第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-08-28
• [学会発表] Unidirectional growth of single-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹, 他
  • 学会等名: 第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] サファイア上で水平配向した単層ナノチューブのカイラリティの結晶面依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹, 他
  • 学会等名: ナノ学会第6回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 表面原子配列によってプログラムされた単層カーボンナノチューブの配向成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: ナノ学会第6回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-07
• [学会発表] 炭素同位体を用いた単層カーボンナノチューブの水平配向成長の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: ナノ学会第6回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-07
• [学会発表] ナノチューブの成長メカニズム-水の添加効果とその化学- (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: ナノ学会第6回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-05-07
• [学会発表] 成長および配向制御-単結晶表面上での水平配向成長- (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会シンポジウム(依頼講演)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] サファイア上での単層ナノチューブの水平配向成長-成長メカニズムとキャラクタリゼーション- (2008)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: JST領域横断シンポジウム(依頼講演)
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2008-01-28
• [学会発表] Crystal face dependence of chiralites of horizontally-aligned SWNTs on sapphire (2007)
  • 著者名/発表者名: 石神直樹, 他
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: 米国ポストン
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Chemistry of water-assisted CVD growth of single- and doubIe-walled carbonnanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉原直記, 他
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: 米国ポストン
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Horizontally-aligned single-walled carbon nanotybes on sapphire: growth mechanism and characterization (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: 20th International Micripricess and Nanotechnology Conference(MNC2007)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] 単結晶表面によってプログラムされた単層カーボンナノチューブの配向成長 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第19回秋季シンポジウム(依頼講演)
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] ナノカーボンなどのπ電子系物質の電子構造と物性、ならびにデバイス応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 炭素材料学会第2回スキルアップセミナー(依頼講演)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-01
• [学会発表] 単結晶表面によってプログラムされたカーボンナノチューブの配向成長 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会A部会研究会(依頼講演)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-06-08
• [学会発表] Surface atomic arrangement-programmed growth of horizontally-aligned SWNT_2 on sapphire (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹, 他
  • 学会等名: SWNT Growth Mechanisms 2007-The Third NASA-Rice University Workshop on Nucleation and Growth Mechanism of Single-Walled Carbon Nanotubes-
  • 発表場所: 米国テキサス
  • 年月日: 2007-04-16
• [学会発表] 単結晶表面での単層ナノチューブの配向成長とそのキャラクタリゼーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 吾郷浩樹
  • 学会等名: 2006年秋季第67回応用物理学会学術講演会(依頼講演)
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2006-08-29
• [備考]
  • URL: http://nano.cm.kyushu-u.ac.jp/ago/