ハイブリッドカーボンナノチューブの創製と量子ナノデバイス応用

混合碳纳米管的创建和量子纳米器件应用

• 批准号: 04J07644
• 负责人: 生野 孝
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J07644/
• 关键词: カーボンナノチューブ; ハイブリッド構造; 量子ナノデバイス; 機能性材料; 被膜; センサー; 機能化; サーモスタット; NEMS; バッシベーション; エッチング; 走査トンネル顕微鏡; カーボンナノチューブ; ハイブリッド構造; 量子ナノデバイス; 機能性材料; 被膜; センサー; 機能化; サーモスタット; NEMS; バッシベーション; エッチング; 走査トンネル顕微鏡

カーボンナノチューブ(CNT)は独特の物理的・化学的特性をもつため多方面の分野から注目を集めている。特に、次世代電子デバイスの分野では、電界効果トランジスタ(FET)、単電子トランジスタ(SET)、生化学ナノプローブ、高感度ガスセンサー、ナノ配線など種々の応用が期待され実現に向かっている。このようなデバイス応用にCNTを用いる際、異種材料との複合化が重要な点である。すなわち、異種材料と組み合わせることにより、CNT独自の特性を引き出すことが可能となる。複合化の形態として、本研究では、CNT表面に異種材料を同軸状に被膜した構造に注目し、その創製とデバイス応用を目的とした。本年度は、昨年度に引き続き、本研究で開発したパルス蒸着装置(PLD)によって作成した、種々異種材料がCNTへ同軸状被膜されたハイブリッドナノチューブ構造のデバイス応用を試みた。白金イリジウム薄膜をCNTへ被膜することで、昨年作成した走査トンネル顕微鏡用タングステン探針よりも高機能な特性を示すことを明らかにすることができ、高分解能で、半導体および金属表面を長時間安定して観察することができた。他にも、単層CNTを用いたガスセンサーに関する研究を行った。単層CNTの半導体的特性を利用し、さらに欠陥導入を試み、5ppbという非常に高い限界感度をさまざまなガス種に対して達成することができた。このデバイスは、極めて清浄な空間での不純物感知や、対テロリスト用セキュリティデバイスへの応用が期待できる。

碳纳米管（CNT）引起了许多领域的关注，因为它们具有独特的物理和化学特性。特别是，在下一代电子设备的领域中，预计将实施各种应用，例如场效应晶体管（FET），单电子晶体管（集合），生化纳米探针，高度敏感的气体传感器和纳米线。当将CNT用于此类设备应用时，具有不同材料的复合材料很重要。换句话说，当与不同的材料结合使用时，可以提出CNT的独特性能。作为一种复合形成的一种形式，这项研究的重点是在CNT表面以同轴方式涂有不同材料的结构，旨在创建它们并将其应用于设备。今年，在去年之后，我们试图使用混合纳米管结构应用设备，其中使用脉冲蒸发装置（PLD）在本研究中开发的各种不同材料均匀地涂在CNT上。通过在CNT上涂上铂虹膜薄膜，可以发现它具有比去年创建的扫描隧道显微镜的钨探针更高的功能性能，从而可以长时间地观察半导体和金属表面的稳定观察。我们还使用单层CNT对气体传感器进行了研究。使用单层CNT的半导体特性，我们试图进一步引入缺陷，对各种气体物种的极限灵敏度非常高。该设备可以预计将用于极为干净的空间，并用于反恐安全设备。