微小電極と電界を用いたカーボンナノチューブの位置制御

使用微电极和电场控制碳纳米管的位置

基本信息

批准号：
14750235
负责人：
若家冨士男
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750235/
关键词：
カーボンナノチューブ局所電界位置制御

项目摘要

絶縁性基板(SiO2/Si)の表面に電子ビームリソグラフィーとリフトオフによって微小な金属電極を形成し、電圧を印加することにより局所電界を発生させた。有機溶媒に超音波分散したカーボンナノチューブはその局所電界によって微小電極の先端付近に集まることが分かった。様々な有機溶媒の種類と温度、印加電圧の大きさを変えて実験してみたところ、シングルウォールのカーボンナノチューブをジクロロメタンに分散した分散液を摂氏50度の基板に滴下したときに、2つの微小電極(距離約1μm)を橋渡しするようにナノチューブを固定することができた。この現象を利用すれば、位置を制御してナノチューブデバイスを作製することができ、新しいナノチューブデバイスの作製手法として期待できる。また、この現象は電界の方向ではなくて、電界の強さによってナノチューブが力を受けていることを示しており、誘電泳動が起こっていると考えられる。しかし、電極の先端から離れた大きな部分では、電界の方向(極性)によってナノチューブが移動している現象も観られており、電界の極性によって移動がおこる電気泳動も同時に起こっていることが分かった。上述の手法で作製されたナノチューブデバイスの電気伝導特性を測定してみたところ、室温では数十kΩから1MΩ程度となった。接触抵抗を下げる工夫をするのが今後の課題である。さらに、始めに4つ(2対)の微小電極を作製しておき、1対づつに電圧を印可しながらナノチューブを固定する実験をしてみたところ、ナノチューブを十字型に配置することに成功した。十字型ナノチューブは新しい電子デバイスとしての応用も期待でき、非常に興味深い。

通过电子束光刻和升降机在绝缘底物（SIO2/SI）的表面形成一个小的金属电极，并通过施加电压来产生局部电场。发现碳纳米管超声分散在有机溶剂中，通过其当地电场聚集在微电极尖端附近。当我们尝试改变有机溶剂，温度和应用电压的类型时，我们能够固定纳米管，以弥合两种微电极（约1μm的距离），当分散单壁碳纳米管分散在二氯甲烷中的单壁碳纳米管分散到二氯甲烷中的50级糖含量50粒时。使用这种现象，可以通过控制其位置来制造纳米管设备，并可以作为制造纳米管设备的新方法。此外，这种现象表明，纳米管不受电场的方向而是通过电场的强度来承担力，并且人们认为正在发生介电经济体。但是，在远离电极尖端的很大一部分，还观察到纳米管由于电场的方向（极性）而移动，并且发现由于电场极性而导致运动引起运动的电泳也同时发生。当测量使用上述方法制造的纳米管设备的电导率特性时，在室温下它们的范围从几十kΩ到1MΩ不等。未来的挑战是努力降低接触电阻。此外，我们首先制造了四个（2对）微电极，并在将电压施加到每对时，在固定纳米管时进行固定，并以横切方式成功排列了纳米管。预计跨形纳米管将被用作新的电子设备，使其非常有趣。