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中性粒子ビーム表面改質によるカーボンナノチューブ構造・物性制御と電気特性

研究課題

研究課題/領域番号 20651039
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関東北大学

研究代表者

寒川 誠二  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30323108)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードナノチューブ・フラーレン / ナノ材料 / 中性粒子ビーム / 表面改質 / カーボンナノチューブトレンジタスタ
研究概要

将来のデバイスとして期待されるカーボンナノチューブトランジスタの実用化を目指し、中性粒子ビーム表面処理によるカーボンナノチューブ構造や電気的特性制御に関する研究を推進している。
カーボンナノチューブを用いた電子デバイス開発における最大の課題は、ナノチューブ自体の欠陥制御やナノチューブへの不純物ドープ、構造制御(金属と半導体の選択生成)である。そこで本研究では、寒川等が開発した高効率・低エネルギー中性粒子ビームを用いることで、カーボンナノチューブの無損傷超高精度表面処理やドーピングを可能とし、カーボンナノチューブ内欠陥の制御・抑制、構造制御を実現することを目的としている。
平成21年度は酸素中性粒子ビームを用いて、カーボンナノチューブへの酸素付着を試みた。酸素中性粒子ビームを用いることで、カーボンナノチューブの損傷を最小限にとどめながら酸化することが可能であることを示した。また、酸素中性粒子ビームの照射条件、特にビームエネルギーを制御することで、カーボンの脱離量や酸素付着量を高精度に制御できることが分かった。酸素ビームのパルス時間変調化により、カーボンの脱離量や欠陥量を抑制し、酸素付着量の大幅な増加に成功した。酸素付着したカーボンナノチューブを用いたカーボンナノチューブトランジスタでは酸素量によって電気特性を制御できることを示し、中性粒子ビーム技術を使用することによって、カーボンナノチューブトランジスタの電気特性を制御できることを示した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Ultra-Low-Damage Surface Modification of Carbon Nanotube for P-type and N-type Field-Effect Transistor by Neutral Beam Process2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Wada, Yoshinori sato, Satoru Suzuki, Masahiko Ishida, Fumiyuki Nihey, Yoshihiro Kobayashi, Kazuyuki Tohji, Seiji Samukawa
    • 学会等名
      The Sixth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      宮城県・仙台市
    • 年月日
      2009-11-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 窒素中性粒子ビーム照射による低損傷カーボンナノチューブ表面窒化2009

    • 著者名/発表者名
      和田章良、佐藤義倫、鈴木哲、二瓶史行、田路和幸、寒川誠二
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山県・富山市
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸素中性粒子ビーム照射による低損傷カーボンナノチューブ表面酸化2009

    • 著者名/発表者名
      和田章良、佐藤義倫、鈴木哲、二瓶史行、田路和幸、寒川誠二
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山県・富山市
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Control of Electrical Characteristics of Carbon Nanotubes by Damage-free Surface Modification with Neutral Beam2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Wada, Yoshinori sato, Satoru Suzuki, Masahiko Ishida, Fumiyuki Nihey, Yoshihiro Kobayashi, Seiji Samukawa
    • 学会等名
      Nanotube 2009 : Tenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      中華人民共和国・北京
    • 年月日
      2009-06-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 中性粒子ビーム照射によるカーボンナノチューブ欠陥生成機構と電気特性2009

    • 著者名/発表者名
      和田章良、佐藤義倫、鈴木哲、石田真彦、二瓶史行、小林慶裕、田路和幸、寒川誠二
    • 学会等名
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      茨城・つくば
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Influences of Electrical Characteristics in Carbon Nanotubes by Neutral Beam Irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      A. Wada, Y. Sato, M. Ishida, F. Nihey, K. Tohji, and S. Samukawa
    • 学会等名
      AVS 55th International Symposium & Exhibition
    • 発表場所
      米国・ボストン
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Neutral Beam Irradiation to Electrical Characteristics in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      A. Wada, Y. Sato, M. Ishida, F. Nihey, K. Tohji and S. Samukawa
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Information
    • 発表場所
      宮城・仙台
    • 年月日
      2008-10-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 中性粒子ビーム照射によるカーボンナノチューブ欠陥生成の構造依存性2008

    • 著者名/発表者名
      和田章良, 佐藤義倫, 鈴木哲, 小林慶裕, 寒川誠二
    • 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・名古屋
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Damage-free Surface Modification of Carbon Nanotubes using Advanced Neutral Beam2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Wada, Yoshinori Sato, Masahiko Ishida, Fumiyuki Nihey, Kazuyuki Tohji and Seiji Samukawa
    • 学会等名
      The 6th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing (EU-Japan JSPP)
    • 発表場所
      沖縄・那覇
    • 年月日
      2008-04-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/samukawa/imdex.htm

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/samukawa/index.htm

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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