| 研究課題/領域番号 |
25420073
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
松室 昭仁 愛知工業大学, 工学部, 教授 (80173889)
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| 研究分担者 |
高木 誠 愛知工業大学, 工学部, 教授 (40288428)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 単層ナノチューブ / ニードル / STM加工 / シングルナノスケール / 高アスペクト比 |
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| 研究概要 |
工学や医療の分野でナノスケールでの微小加工技術のさらなる発展が不可欠である．そのために応用可能なニードル材としてカーボンナノチューブ（CNT）に着目した．これまでに走査型トンネル顕微鏡（STM）を用いた加工に多層ナノチューブ（MWNT）ニードルを用いることで数十ナノメートルの高アスペクト比での穴加工を行うことが可能となるが，ドラッグデリバリーシステムなどの医療への応用においてさらなる加工の微小化が必要となる，そこで極限的な微小加工が可能となるニードル材として10 nm以下の直径を有する単層ナノチューブ（SWNT）を用いたニードルの作製法の確立とHOPG表面に穴加工を試み，そのニードルの有効性を検討した．
以下に本年度の実績を要約する．
・引上げ法に混合分散液を用いることでSWNTニードルの作製が可能で作製確率を13％まで向上できた．またCNTの各接合部をSEMによって電子線照射を十分な時間行うことでSTMによる穴加工に対するニードルの耐性を確認できた．
・HOPGに対するSWNTニードルを用いた加工において，加工幅30 nm深さ16 nmとMWNTニードルでの加工よりも微小な加工が実現でき．さらにアスペクト比では約２倍の上昇が得られた．これによりSWNTニードルがナノスケール加工において非常に有効であることがわかった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
開発した引き上げ法により、ニードルとして用いる直径数nm以下の直径50nmの単層ナノチューブを多層ナノチューブと混合させることで、タングステン針の先に15％近い確率で接合させることができた．これまでの確率はほぼ0％であったことから格段の進展がなされたと判断される．また、このニードルを用いた高配向性グラファイト表面への加工ではSPMを用いて直径9nm、深さ13nmの穴加工を実現でき、これまでの多層ナノチューブに対してアスペクト比で約５倍向上した．以上の進展状況から計画どおり研究の遂行が成されていると判断される．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で遂行している多層と単層ナノチューブ混合法を用い、その混合割合、超音波分散条件、引き上げ法の諸条件について詳細な検討を加え、50％以上の確率で作製できる条件の検討を行う．また、単層ナノチューブの加工への応用の観点から、加工電圧、トンネル電流、加工時間の最適化を行い直径5nm以下で加工深さを単層ナノチューブの長さまで原理的に可能であるため、アスペクト比を現在の100倍以上の向上を行う．また、穴加工ばかりでなく、突起や線加工もこれまで多層ナノチューブニードルでは実績があり、これらの加工の超微細化にチャレンジする．これまで多層ナノチューブニードル加工で実績のあるシリコンへの適用を行い、ナノシステム開発の推進を行う．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
装置の作製の設計変更により材料費、部品費が安価になったことと、ニードル作製条件の検討に時間を要旨、多種類の単層ナノチューブ等を購入しなかったため．
作製装置はほぼ構築できたため、他の単層ナノチューブによる研究および他に研究例がない成果であるため、積極的に学会発表に使用する予定である．
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