2016 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative edge engineering of graphene nanoribbon fabricated by unzipping of carbon nanotube
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15H03531
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 啓文 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90373191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 豊和 千葉大学, 大学院融合科学研究科, 准教授 (10383548)
田中 大輔 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (60589399)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ配線 / グラフェン / 角度依存性 / 幅依存性 / 電気特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はカーボンナノチューブをアンジップして得られるグラフェンナノリボン（GNR）のエッジ部分を制御することにより電気物性制御を目指すものである。GNRはグラフェンデバイスとして有用であり、エッジ部分の修飾を制御することにより、多彩な物性を醸し出すことが期待される。アンジップ法により得られるGNRのエッジ部分の構造はナノ効果でスピン分布が高く注目を集めている。本研究では以下の４点によりエッジのスピン部分に機構性を持たせ電気物性の自在制御を目指している。
①SWNTカイラリティ選択によるアンジップGNRの幅の制御と電気物性同定 ②アンジップGNRのエッジ部の違いとエッジ部に局在する電荷・スピン状態の解明③アンジップGNRのエッジ部に発生するスピンへの近微粒子や単分子磁石などの導入④磁場中のアンジップGNR同士の交差による相互作用と電気特性評価。
また、GNRは配線材料としても有用と考えられており、エッジ部分を修飾することにより得られるデバイスと配線が一体的に作製できるなど次世代コンピュータ材料として利用できるよう研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在進行している研究内容は ① SWNTのカイラリティ選択により幅の異なるアンジップGNRを作製する。得られたGNRエッジの原子配列のSTM観察による構造決定及びFETにより電気物性を評価する。②アンジップGNRエッジ部分制御を行い、静電荷力AFM法、スピン偏極STM法により電荷局在、スピンの分布状態を同定する。③GNRエッジ部分に金微粒子や単分子磁石などを導入することによりGNRの電気・スピン特性をコントロールする。④GNR同士の交差による相互作用と伝道特性を磁場中で評価する。である。
このうち今年度は①④について重点的に研究を行った。
①については単層カーボンナノチューブ（SWNT）や２層カーボンナノチューブ（DWNT）のアンジップを行うことによりSWNTからは3-10nmのGNRが、DWNTからは15-50nmのGNRが安定的に得られ各々金属性半導体性が明らかとなったことから成功と言える。
④についてはDWNT由来のGNRを交差させると、もともと金属性であったGNRが、交差部分でのみI-V曲線にプラトーが発生し、同じGNRであってもホッピング伝導 が生じることがわかった。またSWNT由来のGNRでは伝導特性に変化が生じないことなどがわかった。
また②についてはアンジップ時の存在ラジカル種を変更することに成功しており、エッジに導入されている分子種が制御でき電気的挙動を制御できたと思われるが、詳細は現在調査中である。以上より目標に向かって研究は概ね順調に進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題として①GNRエッジ部分に金微粒子や単分子磁石などを導入することによりGNRの電気・スピン特性をコントロールする。
を進める予定である。また並行して②アンジップGNRエッジ部分制御を行い、静電荷力AFM法、スピン偏極STM法により電荷局在、スピンの分布状態を同定する。が現在途中の段階であるので進めていく予定である。
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Research Products
(12 results)
