単一特性を持つカーボンナノチューブ集合体の電子物性

• 研究課題/領域番号: 21840029
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 宮田 耕充 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (80547555)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 2,652千円 (直接経費: 2,040千円、間接経費: 612千円); 2010年度: 1,248千円 (直接経費: 960千円、間接経費: 288千円); 2009年度: 1,404千円 (直接経費: 1,080千円、間接経費: 324千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 電子物性 / 光電子分光 / キャリア移動度 / 薄膜トランジスタ / 電子構造

研究概要

本研究では、高純度金属型・半導体型カーボンナノチューブ(CNT)集合体の電子構造や電気伝導特性に関する物性研究を行った。光電子分光とX 線吸収を用いた実験より、フェルミ準位近傍やC1s準位の微細構造が、金属型と半導体型CNTの間でどのように変わるのか明らかにした。また、マイクロメートル長の高純度半導体型CNTを用いて、電界効果キャリア移動度が160cm^2/Vs、オンオフ電流比が10^6という高い特性の薄膜トランジスタを実現した。これらの結果は、CNTの基礎物性およびデバイス応用における重要な知見を提供する。

研究成果

• [雑誌論文] Length-Sorted Semiconducting Carbon Nanotubes for High-Mobility Thin Film Transistors (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata, K.Shiozawa, Y.Asada, Y.Ohno, R.Kitaura, T.Mizutani, H.Shinohara
  • 雑誌名: Nano Res. in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purity and Defect Characterization of Single-Wall Carbon Nanotubes Using Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata, K.Mizuno, H.Kataura
  • 雑誌名: J.Nanomaterials 786763
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Efficiency Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes by Self-Generated Density Gradient Ultracentrifugation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Feng, Y.Miyata, Y.Matsuishi, H.Kataura
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 115 ページ: 1752-1756
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Efficiency Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes by Self-Generated Density Gradient Ultracentrifugation (2011)
  • 著者名/発表者名: Feng,Y
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 115 ページ: 1752-1756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purity and Defect Characterization of Single-Wall Carbon Nanotubes Using Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 雑誌名: Journal of Nanomaterials 巻: 2011 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution-Phase Extraction of Ultrathin Inner Shells from Double-Wall Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata, M.Suzuki, M.Fujihara, Y.Asada, R.Kitaura, H.Shinohara
  • 雑誌名: ACS nano 4 ページ: 5807-5812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined experimental and ab initio study of the electronic structure of narrow-diameter single-wall carbon nanotubes with predominant (6,4), (6,5) chirality (2010)
  • 著者名/発表者名: K.De Blauwe, D.Mowbray, Y.Miyata, P.Ayala, H.Shiozawa, A.Rubio, P.Hoffmann, H.Kataura, T.Pichler
  • 雑誌名: Phys.Rev B 82 ページ: 125444-125444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bright Luminescence and Exciton Energy Transfer in Polymer-Wrapped Single-Walled Carbon Nanotube Bundles (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Koyama, Y.Miyata,, Y.Asada, H.Shinohara, A.Nakamura J.
  • 雑誌名: Phys.Chem.Lett 1 ページ: 3243-3248
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combined photoemission and ab initio study of the electronic structure of (6,4)/(6,5) enriched single wall carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: De Blauwe K
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics 巻: 247 ページ: 2875-2879
  • 査読あり
• [雑誌論文] An X-ray absorption approach to mixed and metallicity-sorted single-walled carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Ayala P
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 45 ページ: 5318-5322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bright Luminescence and Exciton Energy Transfer in Polymer-Wrapped Single-Walled Carbon Nanotube Bundles (2010)
  • 著者名/発表者名: Koyama, T
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 21 ページ: 3243-3248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined experimental and ab initio study of the electronic structure of narrow-diameter single-wall carbon nanotubes with predominant (6,4),(6,5) chirality (2010)
  • 著者名/発表者名: De Blauwe K
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82 ページ: 125444-125444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron spin resonance from semiconductor-metal separated SWCNTs (2010)
  • 著者名/発表者名: Havlicek M
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics 巻: 247 ページ: 2851-2854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insight to the valence band electronic structure of metallicity selected single wall carbon nanotubes from a photoemission viewpoint (2010)
  • 著者名/発表者名: Ayala P
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics 巻: 247 ページ: 2779-2783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman response from double-wall carbon nanotubes based on metallicity selected host SWCNTs (2010)
  • 著者名/発表者名: Simon, F
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics 巻: 247 ページ: 2880-2883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution-Phase Extraction of Ultrathin Inner Shells from Double-Wall Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 4 ページ: 5807-5812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disentanglement of the electronic properties of metallicity-selected single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: P.Ayala, Y.Miyata, K.De Blauwe, H.Shiozawa, Y.Feng, K.Yanagi, C.Kramberger, S.R.P.Silva, R.Follath,H.Kataura, T.Pichler
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 80 ページ: 205427-205427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disentanglement of the electronic properties of metallicity-selected single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: P.Ayala
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 80
  • 査読あり
• [学会発表] カイラリティ制御された単層カーボンナノチューブのボトムアップ合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: 第58回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] Molecular-assembled synthesis of single-wall carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: The 40th Fullerenes & Nanotubes General Symposium
  • 発表場所: 名城大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] カイラリティ制御された単層カーボンナノチューブのボトムアップ合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, Jinying Zhang, 藤原美帆, 浅田有紀, 北浦良, 片浦弘道, 篠原久典
  • 学会等名: 春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブの分子組立型合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, Jinying Zhang, 藤原美帆, 浅田有紀, 北浦良, 片浦弘道, 篠原久典
  • 学会等名: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学
• [学会発表] Liquid-phase extraction of inner shells from double-wall carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: 2010環太平洋国際化学会議
  • 発表場所: ハワイ(アメリカ)
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 超微小径単層カーボンナノチューブの抽出と光学的評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: 日本物理学会平成22年度秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 二層カーボンナノチューブからの内層チューブの液相抽出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Extraction of Ultra-Thin Inner Shells from Double-Wall Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: The 39th Fullerenes & Nanotubes General Symposium
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Unbundled semiconducting single-wall carbon nanotubes for thin film transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: NT10 Eleventh International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Hilton Bonaventure, Montreal, Canada
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Alcohol CVD synthesis of single-layer graphenes using flash cooling (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 学会等名: NT10 Eleventh International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Hilton Bonaventure, Montreal, Canada
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Liquid-phase extraction of inner shells from double-wall carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, 北浦良, 浅田有紀, 篠原久典
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2010)
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] 超微小径単層カーボンナノチューブの抽出と光学的評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, 藤原美帆, 浅田有紀, 北浦良, 篠原久典
  • 学会等名: 日本物理学会 平成22年度 秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] 二層カーボンナノチューブからの内層チューブの液相抽出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, 藤原美帆, 浅田有紀, 北浦良, 篠原久典
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] 二層カーボンナノチューブからの極微小径内層チューブの抽出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, 鈴木麻里恵, 藤原美帆, 浅田有紀, 北浦良, 篠原久典
  • 学会等名: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Unbundled semiconducting single-wall carbon nanotubes for thin film transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata, K.Shiozawa, Y.Asada, Y.Ohno, R.Kitaura, T.Mizutani, H.Shinohara
  • 学会等名: Eleventh International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Montroal, Canada
• [学会発表] 金属型および半導体型カーボンナノチューブの電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充, P.Ayala, K.de Blauwe, 塩沢秀次, 柳和宏, 馮叶, R.Silva, R.Follath, C.Kramberger, 篠原久典, 片浦弘道
  • 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: つくば国際会議場
• [学会発表] Anomalous phonon hardening in doped single-wall carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata, K.Yanagi, Y.Maniwa, H.Shinohara, H.Kataura
  • 学会等名: Tenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Unraveling of the electronic properties of single-walled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata
  • 学会等名: The 6th Japan-Korea Symposium
  • 発表場所: 沖縄県
• [学会発表] 金属型および半導体型カーボンナノチューブの電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充
  • 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: 茨城県
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://nano.chem.nagoya-u.ac.jp/japanese/
• [備考]
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/A-6246-2011