その場TEM測定による10nm世代Siトランジスタの移動度に及ぼす歪み効果の解明

• 研究課題/領域番号: 25820336
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 湯 代明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 研究員 (50646271)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013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: electron microscopy / nanowire transitors / mechanical properties / electrical properties / silicon nanowire / transistors / strain engineering / carbon nanotubes / vacuum triodes / in situ / in situ microscopy / silicon nanowires

研究成果の概要

一次元ナノ構造体の電気デバイスが製造されており、それらの機械的および電気的特性は、その場TEM観察法を使用して研究されてきた。シリコンナノワイヤの電子移動度は、引張ひずみ3.4％の下で3.8倍に向上させることができ、14.7％までの曲げひずみの下では2.7倍直線的かつ可逆的に増加させることができた。加うるに提示されたようなキラリティー依存の輸送特性を持ち、約1ナノメートル径を有する単層カーボンナノチューブのトランジスタ及び真空管の製造に成功している。さらに、極限的に高い柔軟性を示し、高性能で柔軟な電子デバイスのための道を切り開くため、原子スケールでの薄い二次元結晶の変形が研究されてきた。

研究成果

• [雑誌論文] Scalable synthesis and excellent catalytic effect of hydrangea-like RuO2 mesoporous materials for lithium-O2 batteries (2016)
  • 著者名/発表者名: Chaofeng Zhang, DaimingTang, Xiaokai Hu, XizhengLiu, TaoZhang, Haoshen Zhou
  • 雑誌名: Energy Storage Materials 巻: 2 ページ: 8-13
  • DOI: 10.1016/j.ensm.2015.10.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Template-free synthesis of boron nitride foam-like porous monoliths and their high-end applications in water purification (2016)
  • 著者名/発表者名: Yanming Xue, Pengcheng Dai, Xiangfen Jiang, Xuebin Wang, Chao Zhang, Daiming Tang, Qunhong Weng, Xi Wang, Amir Pakdel, Chengchun Tang, Yoshio Bando, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 4 号: 4 ページ: 1469-1478
  • DOI: 10.1039/c5ta08134c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Amorphization and Directional Crystallization of Metals Confined in Carbon Nanotubes Investigated by in Situ Transmission Electron Microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai-Ming Tang, Cui-Lan Ren, Ruitao Lv, Wan-Jing Yu, Peng-Xiang Hou, Ming-Sheng Wang, Xianlong Wei, Zhi Xu, Naoyuki Kawamoto, Yoshio Bando, Masanori Mitome, Chang Liu, Hui-Ming Cheng, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 15 号: 8 ページ: 4922-4927
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00664
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-throughput fabrication of strutted graphene by ammonium-assisted chemical blowing for high-performance supercapacitors (2015)
  • 著者名/発表者名: Xiangfen Jiang, Xue-Bin Wang, Pengcheng Dai, Xia Li, Qunhong Weng, Xi Wang, Dai-Ming Tang, Jie Tang, Yoshio Bando, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nano Energy 巻: 16 ページ: 81-90
  • DOI: 10.1016/j.nanoen.2015.06.008
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superior Performance of a Li-O2 Battery with Metallic RuO2 Hollow Spheres as the Carbon-Free Cathode (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujun Li , Dai-Ming Tang , Tao Zhang , Kaiming Liao , Ping He , Dmitri Golberg , Atsuo Yamada , Haoshen Zhou
  • 雑誌名: Advanced Energy Materials 巻: 5 号: 13 ページ: 1500294-1500294
  • DOI: 10.1002/aenm.201500294
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An oxygen cathode with stable full discharge-charge capability based on 2D conducting oxide (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaiming Liao, Xuebin Wang, Yang Sun, Daiming Tang, Min Han, Ping He, Xiangfen Jiang, Tao Zhang, Haoshen Zhou
  • 雑誌名: Energy & Environmental Science 巻: 8 号: 7 ページ: 1992-1997
  • DOI: 10.1039/c5ee01451d
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative Fracture Toughness of Multilayer Graphenes and Boronitrenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Xianlong Wei, Si Xiao, Faxin Li, Dai-Ming Tang, Qing Chen, Yoshio Bando, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 15 号: 1 ページ: 689-694
  • DOI: 10.1021/nl5042066
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In situ fabrication and optoelectronic analysis of axial CdS/p-Si nanowire heterojunctions in a high-resolution transmission electron microscope (2015)
  • 著者名/発表者名: Chao Zhang, Zhi Xu, Wei Tian, Dai-Ming Tang, Xi Wang, Yoshio Bando, Naoki Fukata, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 26 号: 15 ページ: 154001-154001
  • DOI: 10.1088/0957-4484/26/15/154001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Performance-improved Li-O2 battery with Ru nanoparticles supported on binder-free multi-walled carbon nanotube paper as cathode (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujun Li, Yong Chen, Dai-Ming Tang, Zelang Jian, Chang Liu, Dmitri Golberg, Atsuo Yamada, Haoshen Zhou
  • 雑誌名: Energy & Environmental Science 巻: 7 号: 5 ページ: 1648-1652
  • DOI: 10.1039/c3ee44043e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Li-O2 Battery Based on Highly Efficient Sb-Doped Tin Oxide Supported Ru Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujun Li, Dai-Ming Tang, Zelang Jian, Dequan Liu, Dmitri Golberg, Atsuo Yamada, Haoshen Zhou
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 27 ページ: 4659-4664
  • DOI: 10.1002/adma.201400162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomistic Origins of High Rate Capability and Capacity of N-Doped Graphene for Lithium Storage (2014)
  • 著者名/発表者名: Xi Wang, Qunhong Weng, Xizheng Liu, Xuebin Wang, Dai-Ming Tang, Wei Tian, Chao Zhang, Wei Yi, Dequan Liu, Yoshio Bando, Dmitri Golberg
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 14 号: 3 ページ: 1164-1171
  • DOI: 10.1021/nl4038592
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Large-Scale Boron Nanowire Patterns with Identical Base-Up Mode and In Situ Field Emission Studies of Individual Boron Nanowire (2014)
  • 著者名/発表者名: Fei Liu, Haibo Gan, Dai-Ming Tang, Yunzhe Cao, Xiaoshu Mo, Jun Chen, Shaozhi Deng, Ningsheng Xu, Dmitri Golberg, Yoshio Bando
  • 雑誌名: Small 巻: 10 号: 4 ページ: 685-693
  • DOI: 10.1002/smll.201301948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomechanical cleavage of molybdenum disulphide atomic layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Tang, D.-M.; Kvashnin, D. G.; Najmaei, S.; Bando, Y.; Kimoto, K.; Koskinen, P.; Ajayan, P. M.; Yakobson, B. I.; Sorokin, P. B.; Lou, J.; Golberg D.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3631-3631
  • DOI: 10.1038/ncomms4631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Changes in Iron Oxide and Gold Catalysts during Nucleation of Carbon Nanotubes Studied by In Situ Transmission Electron Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tang, D.-M.; Liu, C.; Yu, W.-J.; Zhang, L.-L.; Hou, P.-X.; Li, J.-C.; Li, F.; Bando, Y.; Golberg, D.; Cheng, H.-M.
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 8 号: 1 ページ: 292-301
  • DOI: 10.1021/nn403927y
  • 査読あり
• [学会発表] Strain engineering of the mobility of individual Si nanowires (2016)
  • 著者名/発表者名: Dai-Ming Tang, Naoki Fukata, Naoyuki Kawamoto, Masanori Mitome, Yoshio Bando, Takao Mori, Dmitri Golberg
  • 学会等名: MANA International Symposium 2016
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2016-03-09
  • 国際学会
• [学会発表] TEM and CL analysis of Si-doped AlN powders (2015)
  • 著者名/発表者名: CHOYujin, 湯代明, BenjaminDIERRE, 高橋向星, 廣崎尚登, 関口隆史
  • 学会等名: The 76th JSAP Autumn meeting
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Revealing the mechanical properties of two-dimensional materials by direct in situ transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiming Tang , Xianlong Wei , Ilia Nikiforov , Traian Dumitrica, Boris I. Yakobson , Pulickel M. Ajayan , Yoshio Bando, Jun Lou, Dmitri Golberg
  • 学会等名: NT15 : The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Catalyst states during CNTs nucleation as revealed by in situ transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiming Tang, Chang Liu, Bilu Liu, Lili Zhang, Wan-Jing Yu,Yoshio Bando, Dmitri Golberg, Hui-Ming Cheng
  • 学会等名: NT15 : The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Amorphization and directional crystallization in carbon nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai-Ming Tang, Cui-Lan Ren, Yoshio Bando, Masanori Mitome, Chang Liu, Hui-Ming Cheng, Dmitri Golberg
  • 学会等名: MANA International Symposium 2015
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-13
• [学会発表] In situ transmission electron microscopy probing mechanics 2D materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai-Ming Tang
  • 学会等名: 第14回 NIMSフォーラム
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-10-09
• [学会発表] In Situ TEM: An Nanolab for Growth, Manipulation, and Properties of Nanostructures (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai-Ming Tang, Chang Liu, Peng-Xiang Hou, Li-Chang Yin, Cui-Lan Ren, Feng Li, Naoyuki Kawamoto, Masanori Mitome, Naoki Fukata, Yoshio Bando, Hui-Ming Cheng, Dmitri Golberg
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [備考] NIMS Researchers Directory "SAMURAI"
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/TANG_Daiming-e.html
• [備考] Revealing the "Scotch-tape" technique mechanism
  • URL: http://www.nims.go.jp/mana/research/highlights/vol15.html