2011 Fiscal Year Annual Research Report
単層カーボンナノチューブのカイラリティ制御CVD合成と分離技術開発
| Project Area | Carbon nanotube nanoelectronics |
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| Project/Area Number |
19054003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90209700)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 正人 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40344816)
大久保 達也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40203731)
野田 優 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (50312997)
塩見 淳一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40451786)
千足 昇平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (50434022)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / CVD合成 / カイラリティ制御 / 触媒制御 / 分光測定 |
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| Research Abstract |
単層カーボンナノチューブの構造制御として,合成時および合成後の分離の2つの側面からのアプローチを進めた.合成段階での構造制御では,ゼオライト多孔物質を金属触媒のテンプレートとして用いることで触媒金属の構造制御を行った.またCVD合成時においては炭素源ガスとしてエタノールおよびジメチルエーテルを用いることでその熱分解過程の差異を利用し,単層カーボンナノチューブ成長に対する触媒への炭素原子供給の速度やその際の温度の影響を明らかにし,またその際の直径への効果について調べた.さらに,デバイスへの応用に向け,単結晶水晶基板上での水平配向単層カーボンナノチューブ合成実験を進めた.水晶基板として新たにR面を採用し,その配向方向,配向特性について検討を行った.合成後の分離技術については,密度勾配遠心法による分離技術の開発を進め,密度勾配の調節によって様々なカイラリティや電気伝導性の違いに基づく分離精製が可能になった.これら合成技術や分離技術の向上を踏まえ,単層カーボンナノチューブの電子デバイス応用の1つとして電界効果型トランジスタの作製を行った.1本または複数の単層カーボンナノチューブをチャネルとして用い,さらに透明な薄いポリマーフィルム上にトランジスタ構造を構築することで,透明でかつフレキシブルな電界効果型トランジスタを得ることに成功した.
また,単層カーボンナノチューブの光学特性,構造分析において重要なラマン散乱スペクトルにおける同位体炭素(13C)の効果を解析し,単層カーボンナノチューブにおけるフォノン散乱について知見を得ることができた.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
単層カーボンナノチューブの合成技術と分離技術の展開が順調にすすみ,これを活用して透明かつフレキシブルなオール単層カーボンナノチューブトランジスターなどのデバイスで優れた性能を実証した.
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| Strategy for Future Research Activity |
該当せず
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[Presentation] Flexible, Transparent, and Metal-Free Single-Walled Carbon Nanotube Field-Effect Transistors2011
Author(s)
S.Aikawa, E.Einarsson, T.Inoue, S.Chiashi, J.Shiomi, E.Nishikawa, S.Maruyama
Organizer
International Conference on the Science and Application of Nanotubs (NT11)
Place of Presentation
Univ.of Cambridge, Cambridge, UK
Year and Date
2011-07-11
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