カーボンナノチューブを用いた光電子複合デバイスの研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: カーボンナノチューブナノエレクトロニクス
• 研究課題/領域番号: 19054006
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 水谷 孝 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70273290)
• 研究分担者: 岸本 茂 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10186215) ; 大野 雄高 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10324451)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: CNT / 光デバイス / FET / TFT / 電界注入 / pn接合 / 走査型プローブ顕微鏡 / 環境効果

研究概要

電界ドープ型pn接合素子を作製し、本素子を用いた電子/正孔の同時注入・再結合による発光および光検出を確認した。本素子のFETのドレイン電流変調動作を確認し、光電子複合デバイスの可能性を明らかにした。またCNT薄膜トランジスタについては、108素子よりなるリング発振器の作製と動作実証(0.51μs/gate)に成功した。集積規模、および動作速度はナノカーボンでは世界のベストデータである。また走査型プローブ顕微鏡を駆使してCNT-FETやCNT-TFTの電気特性評価を行い、CNT中欠陥の影響、島状チャネルの存在等を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Observation of N-Type Conduction in Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Au Contacts in Vacuum (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Imaeda, S. Ishii, S. Kishimoto, Y. Ohno and T. Mizutani
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 02BN06-1-02BN06-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.02BN06.
• [雑誌論文] Estimation of Height of Barrier Formed in Metallic Carbon Nanotube (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okigawa, Y. Ohno, S. Kishimoto, and T. Mizutani
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 02BN01-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.02BN01.
• [雑誌論文] Electrical properties of carbon nanotube thin-film transistors fabricated using plasma-enhanced chemical vapor deposition measured by scanning probe microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okigawa, S. Kishimoto, Y. Ohno, and T. Mizutani
  • 雑誌名: Nanotechnol 巻: 22 ページ: 195202-1-195202-7
  • DOI: DOI:10.1088/0957-4484/22/19/195202.
• [雑誌論文] Medium Scale Integrated Circuits Using Carbon Nanotube Thin Film Transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, Y. Okigawa, Y. Ono, S. Kishimoto, and Y. Ohno
  • 雑誌名: Appl Phys. Exp. 巻: 3 ページ: 11510-1-11510-3
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.3.115101.
• [雑誌論文] Thin film transistors using PECVD-grown carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ono, S. Kishimoto, Y. Ohno, and T. Mizutani
  • 雑誌名: Nanotechnol 巻: 21 ページ: 205205-1-205205-5
  • DOI: DOI:10.1088/0957-4484/21/20/205202.
• [雑誌論文] A study of preferential growth of carbon nanotubes with semiconducting behavior grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani, H. Ohnaka, Y. Okigawa, S. Kishimoto,Y. Ohno
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 106 ページ: 73705-1-73705-5
  • DOI: DOI:10.1063/1.3234389.
• [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 巻: 109 ページ: 12002-1-12002-8
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/109/1/012002.
• [雑誌論文] The effects of chemical doping with F4TCNQ in carbon nanotube field-effect transistors studied by the transmission-line-model technique (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Nosho, Y. Ohno, S. Kishimoto, T. Mizutani
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 18 ページ: 415202-1-415202-4
  • DOI: DOI:10.1088/0957-4484/18/41/415202.
• [雑誌論文] Excitonic transition energies in single-walled carbon nanotubes: Dependence on environmental dielectric constant (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, S. Iwasaki, Y. Murakami, S. Kishimoto, S. Maruyama, T. Mizutani
  • 雑誌名: phys. stat. sol. 巻: (b)244 ページ: 4002-4005
  • DOI: DOT:10.1002/pssb.200776124.
• [学会発表] Thin film transistors using PECVD-grown carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani and S. Kishimoto
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pasific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] THIN FILM TRANSISTORS USING PECVD-GROWN CARBON NANOTUBE NETWORK (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani and S. Kishimoto
  • 学会等名: 2010A3 Symposium on Emerging Materials
  • 発表場所: Chon-ju, Korea
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Characterization of CNT-FETs by Scanning Probe Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani and T. Takahashi
  • 学会等名: 217th ECS Meeting
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2010-04-27
• [備考]
  • URL: http://ged63.gd.nuge.nagoya-u.ac.jp/puhlic-j/