カーボンナノチューブにおける単一光子放出現象の研究

• 研究課題/領域番号: 20710107
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 大野 雄高 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10324451)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 発光 / 励起子 / 光電子デバイス / 光物性 / デバイス / 電界効果トランジスタ / pn制御 / 単一光子源

研究概要

本研究では,カーボンナノチューブの光電子デバイスとしての可能性を明らかにするため,カーボンナノチューブの光学的特性を解析するとともに,およびデバイス化のためのキャリア注入制御について検討を行った.まず,フォトルミネッセンス強度のカイラリティ依存性を明らかにするとともに,複数のLOフォノンを介することにより,励起子が非発光緩和することを明らかにした.さらに,発光素子実現に向けて,絶縁膜界面に導入される固定電荷を制御することにより,注入キャリア(電子/正孔)を制御する方法を見出した.部分ゲートを導入したp/nダイオードを作製し,カーボンナノチューブへの電子と正孔の同時注入を実現した.

研究成果

• [雑誌論文] Change in carrier type in high-k gate carbon nanotube field-effect transistors by interface fixed charges (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Moriyama, Y. Ohno, T. Kitamura, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 雑誌名: Nanotechnol. vol.21,no.16 ページ: 165201-165201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in carrier type in high-k gate carbon nanotube field-effect transistors by interface fixed charges (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Moriyama
  • 雑誌名: Nanotechnology 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Properties of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Multiple Channels Measured by Scanning Gate Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Okigawa
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication Process of Carbon Nanotube Field Effect Transistors Using Atomic Layer Deposition Passivation for Biosensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakashima
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 10 ページ: 3805-3809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thin film transistors using PECVD-grown carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ono
  • 雑誌名: Nanotechnology 21(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study of preferential growth of carbon nanotube with semiconducting behavior grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Mizutani
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno, S. Kishimoto
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE vol.7037 ページ: 703703-703703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Nosho, Y. Ohno
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series vol.109 ページ: 12002-12002
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブのフォトルミネッセンスにおける励起子遷移と周辺環境効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高
  • 雑誌名: 応用物理 vol.77 ページ: 656-661
  • NAID: 10021109255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno
  • 雑誌名: Proc. SPIE 7037
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブのフォトルミネッセンスにおける励起子遷移と周辺環境効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高
  • 雑誌名: 応用物理 77 ページ: 656-661
  • NAID: 10021109255
  • 査読あり
• [学会発表] カーボンナノチューブFETの動作に及ぼすゲート絶縁膜界面電荷の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高, 岸本茂, 水谷孝
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] カーボンナノチューブ電界効果型トランジスタの電気的特性に及ぼす界面特性の影響とその制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高, 森山直希, 北村隆光, 鈴木耕介, 岸本茂, 水谷孝
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 沖縄県青年会館
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] (招待講演)カーボンナノチューブ電界効果型トランジスタの電気的特性に及ぼす界面特性の影響とその制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高
  • 学会等名: 電子情報通信学会,電子デバイス研究会
  • 発表場所: 那覇青年会館
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] Carrier Type Conversion in Carbon Nanotube Field-Effect Transistors Caused by Interface Fixed Charges (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, N. Moriyama, T. Kitamura, K. Suzuki, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: International Semiconductor Device Research Symposium
  • 発表場所: Maryland, USA
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Carrier Type Conversion in Carbon Nanotube Field-Effect Transistors Caused by Interface Fixed Charges (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: International Semiconductor Device Research Sym posium
  • 発表場所: Maryland, USA
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Control of carrier type for high-performance carbon nanotube FETs by fixed charges incorporated in gate insulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, N. Moriyama, T. Kitamura, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] Control of carrier type for high-performance carbon nanotube FETs by fixed charges incorporated in gate insulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Sapporoシュラトソホテル札幌
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] Control of carrier type in carbon nanotube FETs by high-k gate insulator (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Moriyama, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: Okinawa, JAPAN
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] Electrical characteristics of high-k gate insulator for carbon nanotube FETs (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kitamura, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon
  • 発表場所: Okinawa, JAPAN
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] Control of carrier type in carbon nanotube FETs by high-k gate insulator (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Moriyama
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: Okinawaカルチャーリゾートフロンデ
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] Electrical characteristics of high-k gate insulator for carbon nanotube FETs (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kitamura
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: Okinawaカルチャーリゾートフロンデ
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] (招待講演) Fabrication and characterization of carbon nanotube transisinra (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: The Second Nanotechnology International Forum
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] ゲート絶縁膜の堆積によるカーボンナノチューブFETの伝導型制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森山直希, 大野雄高, 岸本茂, 水谷孝
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] ゲート絶縁膜の堆積によるカーボンナノチューブFETの伝導型制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森山直希
  • 学会等名: 第70回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] Preparation of catalyst nanoparticles for growth of high-density horizont ally aligned carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hata
  • 学会等名: International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2009-06-22
• [学会発表] Carrier-type conversion in carbon nanotube FETs by deposition of Hf02 (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Moriyama
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
  • 発表場所: Matsushimaホテル大観荘
  • 年月日: 2009-06-09
• [学会発表] Formation of catalyst nano-particles for growth of high-density horizont ally aligned carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hata
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
  • 発表場所: Matsushimaホテル大観荘
  • 年月日: 2009-06-09
• [学会発表] (招待講演) Direct comparison of photoluminescence intensity with (n, m) abundance of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: Workshop on Nanotube Optics & Nanospectroscopy
  • 発表場所: Matsushimaホテル大観荘
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] Direct comparison of photoluminescence intensity with (n, m) abundance of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, A. Kobayashi, T. Mizutani
  • 学会等名: 3rd Workshop on Nanotube Optics & Nanospectroscopy
  • 発表場所: Matsushima, Japan(invited)
  • 年月日: 2009-06-07
• [学会発表] (招待講演) Plasma-enhanced CVD of semiconducting SWNTs for transis for application (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: The 4th Guadalupe Workshop
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 2009-04-21
• [学会発表] Plasma-enhanced CVD of semiconducting SWNTs for transistor application (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Mizutani
  • 学会等名: The 4th Guadalupe Workshop
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 2009-04-17
• [学会発表] (招待講演) Fabrication and characterization of high-performance carbon nanotube field-effect transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 学会等名: First International Conference on Nanostructured Materials and Nanocomposites
  • 発表場所: Kerala, India
  • 年月日: 2009-04-08
• [学会発表] Fabrication and characterization of high-performance carbon nanotube field-effect transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Mizutani
  • 学会等名: First International Conference on Nanostructured Materials and Nanocomposites
  • 発表場所: Kottayam, Kerala, India(invited)
  • 年月日: 2009-04-06
• [学会発表] High-kゲート絶縁膜を有するn型トップゲートカーボンナノチューブFETの作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森山直希, 大野雄高, 岸本茂, 水谷孝
  • 学会等名: 春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Control of conduction property of carbon nanotube transistors (Invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno
  • 学会等名: The 5 th Japan-Korea Symposium on Carbon Nan otube
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] High-performance n-type Carbon Nanotube FETs with Stability (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Moriyama, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: The 5th Japan-Korea Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] Control of conduction property of carbon nanotube transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Mizutani
  • 学会等名: The 5th Japan-Korea Symposium on Carbon Nanotube
  • 発表場所: Busan, Korea(invited)
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] Influence of insulator deposition in carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Moriyama, Y. Ohno, Y. Nakashima, H. Soma, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: 21st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] Influence of insulator deposition in carbon nanotube FETs (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Morivama, Y. Ohno
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] Electrical properties of carbon nanotube FETs (Invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno
  • 学会等名: The Seventh International Conference on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems
  • 発表場所: Smolenice, Slovakia
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Carbon Nanotube Filed-Effect Transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Mizutani
  • 学会等名: 1 st Russian-Japanese Young Scientist Conference on Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2008-10-07
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Carbon Nanotube Filed-Effect Transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Mizutani
  • 学会等名: 1st Russian-Japanese Young Scientist Conference on Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2008-10-06
• [学会発表] カーボンナノチューブトランジスタの作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高, 水谷孝
  • 学会等名: 秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] カーボンナノチューブFETにおける絶縁膜堆積の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森山直希, 大野雄高, 岸本茂, 水谷孝
  • 学会等名: 秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] n-type single-walled carbon nanotube FETs with Sm as contact electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: P.R. Somani, A. Kobayashi, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: 秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] カーボンナノチューブトランジスタの作製と評価(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野雄高
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Carrier-type conversion in carbon nanotube FETs by deposition of HfO2 (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Moriyama, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
  • 発表場所: Matsushima, Japan
  • 年月日: 2008-06-09
• [図書] Environmental effects on photoluminescence of single-walled carbon nanotubes(ed. J.M. Marulanda, Carbon nanotube) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, S. Maruyama, T. Mizutani
  • 出版者: In-Tech
• [図書] Environmental effects on photoluminescence of single-walled carbon nanotub es(Carbon Nanotube ed. by Mauricio Marulanda) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohno
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: IN-TECH
• [図書] Carbon nonatube field effect transistors(eds. P.R. Somani and M. Umeno, Carbon nanotubes: Multifunctional materials) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno, P.R. Somani
  • 出版者: Applied Science Innovations Private Limited
• [図書] Carbon nanotubes, Multifunctional Materials,"Carbon Nanotube Field Effect Transistors" (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Ohno, P. R. Somni
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: Applied Science Innovations
• [備考]
  • URL: http://qed63.qd.nuqe.nagoya-u.ac.jp/mizutanilab/
• [備考]
  • URL: http://qed63.qd.nuqe.nagoya-u.ac.jp/mizutanilab-j/
• [備考]
  • URL: http://133.6.66.95/mizutanilab/
• [産業財産権] カーボンナノチューブの製造方法, カーボンナノチューブ製造用の単結晶基板, およびカーボンナノチューブ (2010)
  • 発明者名: 大野雄高, 畑謙佑, 佐藤忠, 河野修一
  • 権利者名: 名古屋大学, 京セラ, 京セラキンセキ
  • 産業財産権番号: 2010-045945
  • 出願年月日: 2010-03-02
• [産業財産権] カーボンナノチューブの製造方法,カーボンナノチューブ製造用の単結晶基板,およびカーボンナノチューブ (2010)
  • 発明者名: 大野雄高, 畑謙佑, 佐藤忠, 河野修一
  • 権利者名: 名古屋大学,京セラ,京セラキンセキ
  • 産業財産権番号: 2010-045945
  • 出願年月日: 2010-03-02
• [産業財産権] 半導体デバイスおよび製造方法 (2009)
  • 発明者名: 大野雄高, 水谷孝, 森山直希, 北村隆光
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 2009-249307
  • 出願年月日: 2009-10-29
• [産業財産権] 半導体デバイスおよび製造方法 (2008)
  • 発明者名: 大野雄高, 水谷孝, 森山直希, 北村隆光
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 2009-249307
  • 出願年月日: 2008-10-29