微小電極と電界を用いたカーボンナノチューブの位置制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14750235
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 若家 冨士男 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (60240454)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 局所電界 / 位置制御

研究概要

絶縁性基板(SiO2/Si)の表面に平行平板形状の金属電極を作製し、その電極に電界を印可しながら、カーボンナノチューブを超音波分散した有機溶媒(IPAおよびジクロロメタン)を滴下したところ、IPA中に分散したマルチウォールカーボンナノチューブ(MWCNT)は陽極に、IPA中に分散したシングルウォールカーボンナノチューブ(SWCNT)は陰極に集まることを確認した。有機溶媒をジクロロメタンに変えたところ、MWCNTもSWCNTもIPAの時とは逆側の電極に集まった。この移動のメカニズムについては電気泳動説が有力ではあるが未だに不明である。電子ビーム露光とリフトオフで作製した微小電極を用いて発生した局所電界を用いて、IPA中に分散したMWCNTを設計した場所に集める実験を行ったところ、電界強度を最適化すればCNTを局所電界で集めることができることを明らかにした。有機溶媒をジクロロメタンにすると、不純物の少ない単独のCNTが得られやすいことが分かったので、現在、ジクロロメタンを使った実験を行っている。IPAの時と同じ条件ではCNTを局所電界の場所に集めることができなかったので、条件の最適化が必要であることがわかった。また、基板温度を上げて有機溶媒の蒸発時間を短くすると、より純粋なCNTが得られることが分かってきた。おそらく、CNTと不純物の移動度の違いが原因であると思われる。設計した場所に純粋な単独のCNTを配置するために、現在、有機溶媒の種類とCNTの濃度と基板温度を最適化しているところである。

研究成果

• [文献書誌] F.Wakaya, K.Katayama, K.Gamo: "Contact Resistance of Multiwall Carbon Nanotubes"Microelectric Engineering. (発表予定).
• [文献書誌] F.Wakaya, T.Nagai, K.Gamo: "Position Control of Carbon Nanotube Using Patterned Electrode And Electric Field"Microelectric Engineering. 63. 27-31 (2002)
• [文献書誌] T.Kimura, F.Wakaya, K.Gamo: "Fabrication of Spin-Current-Induced Domain-Wall-Nucleation Device in Planar Configuration"J. Vac. Sci. Tech. B. 20. 2814-2818 (2002)
• [文献書誌] T.Kimura, F.Wakaya, K.Gamo: "Control of magnetization rotation using submicron-wide cross geometry"J. Magn. Magn. Mater.. 248. 286-291 (2002)
• [文献書誌] T.Kimura, Y.Itagaki, F.Wakaya, K.Gamo: "Control of Domain structures in magnetic multilayer using submicron-patterned antiferromagnetic structure"Microelectronic Engineering. 61-62. 585-591 (2002)
• [文献書誌] T.Kimura, Y.Itagaki, F.Wakaya, K.Gamo: "Fabrication of Planar-Type Ferromagnet/Nonmagnet/Ferromagnet Structures by Using Multi-Angle Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. 4385-4389 (2002)