| 研究概要 |
一般的な単層カーボンナノチューブCVD合成法では,様々な構造,形態の単層カーボンナノチューブが成長してしまうが,ここでは成長触媒構造制御,成長方向制御を行った.予め構造を制御した多孔質のゼオライト表面に金属触媒微粒子を作製することで,そこから成長する単層カーボンナノチューブの構造制御を目指し,また方向制御では単結晶水晶基板上で合成することで特定の結晶方向に高密度で単層カーボンナノチューブを成長させることが出来た.CVDの炭素源ガスとしてエタノールだけでなくジメチルエーテルやアセトニトリルを用いることで,CVD合成時の炭素源ガスの熱分解過程の違いによる影響や,窒素原子の単層カーボンナノチューブ構造へのドーピング効果についての知見を得ることができた.また,同位体炭素(13C)を含む単層カーボンナノチューブを合成し,そのラマン散乱分光法による振動特性解析により,単層カーボンナノチューブにおけるフォノンの散乱現象の分析を行った.これは,より詳細な単層カーボンナノチューブの分析を可能にする重要な知見である.これら合成・分析技術を元にして,単層カーボンナノチューブをチャネルとする電界効果型トランジスタや,対極とする色素増感太陽電池の作製およびその特性評価を行った.単層カーボンナノチューブ-電界効果型トランジスタを透明かつフレキシブルなポリマー基板上に作製することで,非常に柔軟かつ透明なトランジスタを得ることに成功した.また色素増感太陽電池ではインピーダンス計測による分析で,単層カーボンナノチューブと基板界面での接触が,その性能に重要な影響を与えていることを示唆する結果を得ることができ,今後の性能向上に繋がると考える.また,ナノスケール物質の熱輸送特性分析に向け,時間領域サーモリフレクタンス法による薄膜熱物性測定装置を構築し,熱伝導率や界面熱抵抗を計測することに成功した.
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度において,実験装置の構築や単層カーボンナノチューブ合成やデバイス作製に必要な技術の取得・開発が順調に進められたことを受け,今後はデバイスのより詳細な特性評価や,単層カーボンナノチューブ構造が特性に与える影響を分析していく.具体的にはデバイス性能向上に求められる単層カーボンナノチューブ構造を明らかにすると同時に,その実現に向け合成技術の改良を進める.また,既存のデバイスだけでなく新たな単層カーボンナノチューブのエネルギーデバイスの開発も目指していく.
現状において,研究計画の変更や遂行上の問題はないと考える.
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