カーボンナノチューブの磁場中自励振動現象の解明とナノセンシングへの応用

• 研究課題/領域番号: 23656060
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 齋藤 弥八 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90144203)
• 研究分担者: 安坂 幸師 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (50361316)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 電子放出 / 振動 / 電子顕微鏡 / 電界 / 磁界 / ローレンツ力 / 電界放出 / 透過電子顕微鏡 / 静電気力

研究概要

カーボンナノチューブ(CNT)電界エミッタの大振幅自励振動の原因を明らかにするため,透過電子顕微鏡(TEM)および走査電子顕微鏡(SEM)による電界放出(FE)最中の CNT の挙動を調べた。TEM 内では,振動開始条件は電流にも電圧には依存しなく,むしろ CNT エミッタの対向電極に対する相対的な角度が重要であることが分かった。つまり,CNT が電界の作用により 50°以上屈曲する場合に限り、CNT の自励振動現象が観察された。また,振動した CNT エミッタにおいては,振動開始電圧と CNT の直径には比例関係は見出されたが、CNT の長さの効果は見られなかった。他方,磁場強度の弱い SEM の試料ステージに置かれた CNT エミッタにおいては,TEM 中とは異なり,CNT を 50°以上に屈曲させても,自励振動は観察されなかった。これは,CNT の FE 中の自励振動には磁界が深く係わり,CNT を流れる電流と静磁場によるローレンツ力が振動の原因の一つであることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Carbon Nanotube Field Emitters: Fundamental Properties and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Yahachi Saito
  • 雑誌名: ECS Transactions ページ: 187-196
• [図書] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤弥八
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 炭素学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤弥八, 安坂幸師
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 炭素学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤弥八，安坂幸師
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.surf.nuqe.nagoya-u.ac.jp/
• [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 量子工学専攻 齋藤弥八研究室
  • URL: http://www.surf.nuqe.nagoya-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.surf.nuqe.nagoya-u.ac.jp/