ナノチューブナノピンセットによるナノ物質の電気的光学的特性計測システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350023
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 秋田 成司 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (60202529)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 喜萬 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (20128771)
• Keywords: カーボンナノチューブ / ナノピンセット / ナノマニピュレーション / 電気的光学的特性 / 過剰通電 / 輻射発光 / 電子線誘起薄膜体積 / 接触抵抗

Research Abstract

新しいナノプロセッシングツールとして炭素ナノチューブ(以下ナノチューブ)をアームにもつナノピンセットを開発してきた。本研究ではナノピンセットの基台部が光ファイバーとしたナノスケール領域での電気的光学的なローカルプローブとしてナノピンセットの製作法の確立とこれを用いたシステムを開発することを目的とする。
1.ナノピンセット製作プロセスの最適化
走査型電子顕微鏡(SEM)に独立した3つのマニピュレータをもつナノファクトリーにより実験を行った。ナノファクトリー内でナノピンセットアームとなるナノチューブを光ファイバー上に配した電極へ固定する時、ナノファクトリー内で、ナノチューブを電極に接触した後その界面に電子ビーム照射による非晶質カーボン薄膜を局所的に堆積する。さらに2端子間に数Vの電圧を印加し、数μAの電流を流すことで、接触部での電力消費による発熱ために接触が改善した。また、試料室内の気層反応を調べるための質量分析器を設置した。
2.ナノファクトリーにおける光検出・照射系の構築
ナノファクトリーの試料室外へ光ファイバーを取り出すことが出来きるようにポートを設けた。さらに、ナノファクトリー外へ導出したファイバー端に分光器およびXeアークランプ光源による光照射系、受光系はランプ光源に代えて超高感度冷却CCDシステムを配し、微弱光の分光測定が可能な系を構築した。受光系のテストはナノチューブの過剰通電による輻射発光の観測で行った。まず、一本のナノチューブの過剰通電時に発光が起こることを確認した。これはナノスケールの白熱光源として応用可能である。さらに、一本のナノチューブの輻射発光スペクトルから過剰通電中のナノチューブの温度は2000度に達することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 秋田成司 他: "走査型電子顕微鏡内に設置したナノスケール加工機(ナノファクトリー)によるカーボンナノチューブの切断と先端先鋭化"真空. Vol.45 No.12. 854-857 (2002)
• [Publications] Seiji Akita, et al.: "Extraction of Inner Shell from Multiwall Carbon Nanotubes for Scanning Probe Microscope Tip"Jpn.J.Appl.Phys. (掲載決定).