高移動度カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの開発

• 研究課題/領域番号: 24750180
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 首都大学東京 (2013-2014); 名古屋大学 (2012)
• 研究代表者: 宮田 耕充 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (80547555)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 構造制御 / 薄膜トランジスタ

研究成果の概要

本研究では、カーボンナノチューブ(CNT)を利用した高移動度薄膜トランジスタの実現を目指し、CNTの構造制御合成法や分離法の開発、および電気伝導特性の評価を行った。主要な成果として、フラーレンやグラフェンナノリボンを利用した新しいCNTのカイラリティ選択的な合成法の開発、長尺かつ高純度半導体CNTの一段階分離法の確立、ゲル濾過法で分離された高純度半導体CNT薄膜を利用した短チャネルトランジスタの伝導特性の解明、などが挙げられる。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication and Optical Probing of Highly Extended, Ultrathin Graphene Nanoribbons in Carbon Nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: H.E. Lim, Y. Miyata, M. Fujihara, S. Okada, Z. Liu, Arifin, K. Sato, H. Omachi, R. Kitaura, S. Irle, K. Suenaga, H. Shinohara
  • 雑誌名: ACS nano 巻: 未確定 号: 5 ページ: 5034-5040
  • DOI: 10.1021/nn507408m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ねじれたグラフェンナノリボンを用いたカーボンナノチューブの成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: リム ホンエン, 宮田 耕充, 北浦 良, 西村 好史, 西本 佳央, ステファン・イレ, ジャミー・ワーナー, 片浦 弘道 & 篠原 久典
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 2548-2548
  • DOI: 10.1038/ncomms3548
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Rapid Single-Stage Separation of Micrometer-Long and High-Purity Semiconducting Carbon Nanotubes by Gel Filtration” (2013)
  • 著者名/発表者名: B.Thendie
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 巻: 6 号: 6 ページ: 65101-65101
  • DOI: 10.7567/apex.6.065101
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Chirally Selective Growth and Extraction of Single-Wall Carbon Nanotubes via Fullerene Nano-Peapods” (2013)
  • 著者名/発表者名: J.Zhang
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 3 号: 38 ページ: 16954-16957
  • DOI: 10.1039/c3ra43133a
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Photophysics of Single-Walled Carbon Nanotubes with (6,4) Chirality at High Excitation Densities : Bimolecular Auger Recombination and Phase-Space Filling of Excitons” (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Koyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 巻: 117 号: 4 ページ: 1974-1981
  • DOI: 10.1021/jp312798h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short Channel Field-Effect Transistors from Highly Enriched Semiconducting Carbon Nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Wu, L. Xie, G. Hong, H.E. Lim, B. Thendie, Y. Miyata, H. Shinohara H. Dai
  • 雑誌名: Nano Res. 巻: 5 号: 6 ページ: 388-394
  • DOI: 10.1007/s12274-012-0219-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Carbon-Nanotube-Based Field-Effect Transistor by Microcontact Printing (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Mehlich, Y. Miyata, H. Shinohara, B. J. Ravoo
  • 雑誌名: small 巻: 8 号: 14 ページ: 2258-2263
  • DOI: 10.1002/smll.201102248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dimerization-Initiated Preferential Formation of Coronene-Based Graphene Nanoribbons in Carbon Nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Fujihara, Y. Miyata, R. Kitaura, Y. Nishimura, C. Camacho, S. Irle, Y. Iizumi, T. Okazaki, H. Shinohara
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 116 号: 28 ページ: 15141-15141
  • DOI: 10.1021/jp3037268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Graphene/Hexagonal Boron Nitride Hybrid Sheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, E. Maeda, K. Kamon, R. Kitaura, Y. Sasaki, S. Suzuki, H. Shinohara
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 5 号: 8 ページ: 085102-085102
  • DOI: 10.1143/apex.5.085102
  • NAID: 40019394950
  • 査読あり
• [学会発表] カーボンナノ構造をテンプレートとして利用した機能性材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田 耕充
  • 学会等名: 第42回 東北地区高分子若手研究会夏季ゼミナール
  • 発表場所: 山形県
  • 年月日: 2014-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] Controlled growth of graphene-related materials using (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasumitsu Miyata
  • 学会等名: 28th International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials
  • 発表場所: オーストリア、キルヒベルク
  • 招待講演
• [学会発表] カーボンナノチューブ・グラフェンの精密構造制御と光物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田 耕充
  • 学会等名: ナノフォトニクスシンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 招待講演
• [学会発表] グラフェン・カーボンナノチューブの構造制御合成と物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田 耕充
  • 学会等名: 量子物理学・ナノサイエンス第81回セミナー
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] グラフェン・窒化ホウ素 ヘテロ構造の形状制御合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田 耕充，前田 枝里子，小林 佑，北浦 良，篠原 久典
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 招待講演
• [学会発表] Visible-range photoluminescence from 5 angstrom single-wall carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyata, T. Nakamura, M. Fujihara, H. E. Lim, R. Kitaura, H. Shinohara
  • 学会等名: International Conference of Young Researchers on Advanced Materials
  • 発表場所: Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] One step separation of high purity and long length semiconducting carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Boanerges Thendie, Y. Miyata, R. Kitaura,H. Shinohara
  • 学会等名: A3 Symposium of Emerging Materials
  • 発表場所: 仙台
• [図書] パリティ9月号特集「チューブ内ナノ空間の物理と化学」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田耕充、真庭豊
  • 出版者: 丸善出版株式会社