超微小・超高移動度フラーレントランジスターの開発

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16656007
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 落合 勇一 千葉大学, 工学部, 教授 (60111366)
• 研究分担者: 堀内 一永 富士ゼロックス株式会社, 中央研究所, 研究員
• キーワード: フラーレン / C_<60> / 電界効果トランジスター / 超微小 / 超高移動度 / ホッピング伝導 / カーボンナノチューブ / パッシベーション

研究概要

C_<60>成長用真空蒸着装置改造のため(千葉大学)、アルミナ薄膜用スパッタリング装置(現有)に抵抗加熱式C_<60>蒸着装置に、基板温度加熱機構を設置し、金属電極を形成・端子付後、基板上にC_<60>膜を堆積させ、大気に晒さずにアルミナ薄膜のパッシベーションを行えるようにした、さらに同蒸着装置内に広温度域可変型伝導測定機構(新規購入)を設置して、4.2から450Kの範囲でC_<60>薄膜が大気に晒されていない状態での本質的なC_<60>FETの電気伝導特性の温度依存性を観測できるようにした。これによりC_<60>薄膜FETの低温電気伝導測定ができ、移動度の温度依存性を評価できるようになった。この低温でのホッピング伝導の解析によりC_<60>薄膜の作製条件の調整ができ、高移動度化の最適条件を見出せることがわかった。また、アルミナ薄膜によるパッシベーションが輸送特性に与える影響を詳細に評価できるようになるので、今後は大気中での特性に関しても、観測可能となる。次に、マニピュレーション技術による、カーボンナノチューブ(CNT)微小ゲート電極作製の準備を行った(千葉大学・富士ゼロックス)。マニピュレーションによって基板平面上に無作為におかれたCNTをゲート電極としてC_<60>FETのチャネル部に配置する技術の開発と、ゲート特性の評価、最適化を行うために、まずはCNTをソース・ドレイン電極として働かせ、バックゲート法によりFET動作させ、その電気伝導を調べることができた(千葉大学)。また、自己形成C_<60>微小単結晶粒の選択成長による結晶性評価と構造制御に関して考察するため、有機分子単結晶の基板上に、C_<60>微小単結晶粒のエピタキシャル選択成長を前述の蒸着装置で行うことを計画し、その予備実験を行った(千葉大学)。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of nanoscale C_<60> field-effect transistors with carbon nanotubes (2005)
  • 著者名/発表者名: Kazunaga Horiuchi, Tomohiro Kato, Shinobu Hashii, Akira Hashimoto, Takahiko Sasaki, Nobuyuki Aoki, Yuichi Ochiai
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. Vol.86 ページ: 153108
• [雑誌論文] Transport Properties of DNA Molecules by Using Nano-Electrodes Based Carbon Nanotube (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Sasaki, A.Ikegami, M.Mochizuki, N.Aoki, Y.Ochiai
  • 雑誌名: IPAP Conference Series Vol.5 ページ: 97-100
• [雑誌論文] Charge transport study in a low-temperature conductance of C_<60> field-effect transistor (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Horiuchi, S.Uchino, S.Hashii, A.Hashimoto, T.Kato, T.Sasaki, N.Aoki, Y.Ochiai
  • 雑誌名: IPAP Conference Series Vol.5 ページ: 101-103
• [雑誌論文] Variable range hopping in a C_<60> field-effect transistor (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Horiuchi, S.Uchino, S.Hashii, A.Hashimoto, T.Kato, T.Sasaki, N.Aoki, Y.Ochiai
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett Vol.85 ページ: 1987-1989
• [雑誌論文] Nano-Scaled Organic Devices with a Narrow Gap of Carbon Nanotubes (2004)
  • 著者名/発表者名: Kazunaga Horiuchi, Tomohiro Kato, Shinobu Hashii, Akira Hashimoto, Takahiko Sasaki, Nobuyuki Aoki, Yuichi Ochiai
  • 雑誌名: 27^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors, Arizona, USA, July 26-30 ページ: 316
• [雑誌論文] Transport measurements of DNA molecules by using carbon nanotube nanoelectrodes (2004)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Sasaki, Asato Ikegami, Michika Mochizuki, Nobuyuki Aoki, Yuichi Ochiai
  • 雑誌名: 27^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors, Arizona, USA, July 26-30 ページ: 317