2007 Fiscal Year Annual Research Report
結晶表面における単層カーボンナノチューブのエピタキシャル配向成長
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18681020
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吾郷 浩樹 Kyushu University, 先導物質化学研究所, 准教授 (10356355)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / サファイア / 単結晶 / エピタキシャル成長 / CVD |
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| Research Abstract |
単層カーボンナノチューブ(以下,SWNTと略す)は、リソグラフィ技術では実現できないほど微小な規則構造を有し、優れた電気的・機械的特性を示すことから、電界効果型トランジスタや透明電極、センサーといったエレクトロニクス分野での応用が期待されている。これらの応用のためにはSWNTの位置と方向の制御を通じた集積化、ならびにカイラリティや電子構造を制御した合成法の開発が必要である。本研究では、これまでに我々が見出したサファイア単結晶表面でのSWNTの配向成長を発展させ、SWNTのエピタキシャル成長を実現し、その構造を高度に制御することを目的として研究を行っている。
本年度は、まずSWNTの配向成長のメカニズムを明らかにするために、炭素同位体(<12>^C,<13>^C)を利用した成長過程の可視化を試みた。今回、新たにウェット触媒のパターニング法を開発し、所定の位置からSWNTを配向成長させ、そのラマンマッピングを行うことに成功した。その結果、「根元成長」が多く起こっており、SWNTとサファイアとの相互作用が配向成長に重要であることを明らかにした。また、近赤外フォトルミネッセンスとラマン分光測定を通じて、結晶面に依存した直径分布などSWNTの構造に関して非常に興味深い結果を得ることが出来た。さらに、ステップ配向との関連性に関する一連の実験から、SWNTのさらなる構造制御を実現することにも成功した。この他にもSWNTを高収率で得るために、水分添加の影響を化学的な観点から検討し、水の促進効果と酸化メカニズムを明らかにすることもできた。
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