カーボンナノチューブ配線上でナノデバイスとして動作する平面分子の電気特性評価

评估碳纳米管布线上作为纳米器件的平面分子的电性能

基本信息

批准号：
18710104
负责人：
田中啓文
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

SWCNT/ポルフィリン分子複合体では、SWCNT上ではI-V曲線が原点対象になった一方、ポルフィリン集合体上では、静電極側で電流量が抑制され、整流デバイスとして働くことがわかっている。そこでドナー性を示すポルフィリンに対し、分子をアクセプター性を有するナフタレンジイミド(NDI)に変化させることにより、整流方向の反転など電流特性に大きな変化が期待され実験を行った。SWCNT/ジプロピル(Pro-)NDIから得られたI-V曲線を調べた結果、SWCNTは金属的伝導特性を示すのに対し、吸着分子Pro-NDIを通すと0V付近でプラトーな部分が出現することから半導体的伝導特性に変化した。ここで、エネルギーギャップは約1.3eVであった。側鎖をPro-NDIから少し変更したジノニル(No-)NDIから得られたI-V曲線を調べた結果、小さいバンドギャップを有する半導体的SWCNTが、分子の吸着により、大きなバンドギャップを呈し、かつ整流作用も現れた。分子の厚みが大きいほど整流性も大きいことも確認された。これらの違いは側鎖の影響というよりは、SWCNTの金属性・半導体性の違いにより出現したものと考えられる。Pro-NDIとNo-NDIを用いた場合、再現良く金属性あるいは半導体性SWCNTが取り分けられていた。側鎖の違いにより、伝導様式の異なるSWCNTの取り分けが可能であるならば非常に興味深い。電極を変えることにより、整流性が高まったものが確認された。また、p-n接合についてはトランジスター効果の兆候が見られた。これらの結果をまとめると、ナノデバイスの発展が期待でき、今後もさらに分子種を変え測定を継続することが必要と考える。

在SWCNT/卟啉分子复合体中，SWCNT上的I-V曲线变得以原点对称，而在卟啉聚集体上，静电电极侧的电流量受到抑制，已知其起到整流装置的作用。因此，通过将具有供体性质的卟啉分子改变为具有受体性质的萘二酰亚胺（NDI），我们进行了实验，期望电流特性会发生显着变化，例如整流方向的反转。。研究从SWCNT/二丙基(Pro-)NDI获得的I-V曲线的结果发现，虽然SWCNT表现出金属导电特性，但当吸附的分子Pro-NDI通过时，在0V附近出现平台部分，从而具有导电特性。更改为半导体的那些。这里，能隙约为1.3 eV。通过检查侧链与 Pro-NDI 略有不同的二壬基 (No-)NDI 获得的 I-V 曲线，发现带隙较小的半导体 SWCNT 由于分子的吸附和整流而表现出较大的带隙。效果也出现了。还证实分子越粗，整流性越大。这些差异被认为是由于单壁碳纳米管的金属性和半导体性的差异，而不是侧链的影响。当使用 Pro-NDI 和 No-NDI 时，金属性和半导体性 SWCNT 能够以良好的重现性分离。如果能够根据侧链的差异来分离具有不同传导模式的单壁碳纳米管，那将是非常有趣的。已确认通过更换电极改善了整流。此外，在 p-n 结处还发现了晶体管效应的迹象。总结这些结果，我们可以期待纳米器件的发展，并且我们认为未来有必要继续对不同分子类型进行测量。