プロセス統合による同心ヘテロナノチューブの高効率合成・構造分析・電子デバイス作製

通过工艺集成实现同心异质纳米管的高效合成、结构分析和电子器件制造

基本信息

批准号：
22K04874
负责人：
井ノ上泰輝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では、異なるナノチューブ物質を同心状に組み合わせたヘテロナノチューブに関して、合成・分析・電子デバイス作製を高効率に行う基盤技術の確立を行う。本年度は、ヘテロナノチューブ合成におけるテンプレートとして必要となる、孤立架橋ナノチューブの作製を行った。水晶基板上への単層カーボンナノチューブ（CNT）の水平配向合成、ポリマー膜を用いた大面積転写、さらに臨界点乾燥を行うことで、単層CNT・単層CNT間および単層CNT・基板間の張り付きを抑制し、元来の配向性を維持したまま架橋構造を形成することに成功した。このようなテンプレートを用いて、化学気相成長法による外層へのCNTや窒化ホウ素ナノチューブ（BNNT）の合成を行い、その構造を分析した。ラマン分光法などによりヘテロナノチューブの成長が確認され、本テンプレート構造の有効性が示された。本テンプレート構造は、従来困難であった、高い配向性と大面積適用性を兼ね備えたヘテロナノチューブの実現につながり、配向ヘテロナノチューブを用いた電子デバイスに向けた重要な進展だと考えられる。また、高結晶性の外層CNTの成長のために、高温プロセスを実施した。BNNT薄膜をテンプレートに用い、1150-1550℃において炭素源を供給して外層CNTの合成を行った。ラマン分光法による分析を行い、従来の報告より高い結晶性の実現を確認するとともに、種々の分析手法によりBNNT構造の保持を確認した。高結晶外層CNTの実現は、ヘテロナノチューブの外層を電極として用いるデバイスを可能とする。

在本研究主题中，我们将建立一种基本技术，用于高效合成，分析和电子设备的制造，以综合不同的纳米管材料。今年，我们制造了孤立的交联纳米管，这是杂型管合成的模板所需的。通过水平定向的单壁碳纳米管（CNT）在石英底物上，使用聚合物膜的大面积转移以及临界点干燥，单层CNT和单层CNT和单层CNT和单层CNT和底物之间的键合抑制了和交叉连接的结构。使用此模板，通过化学蒸气沉积在外层合成了CNT和氮化硼纳米管（BNNT），并分析了它们的结构。通过拉曼光谱法证实了杂型管的生长，表明该模板结构的有效性。这种模板结构导致实现了相结合的高方向和大面积适用性的杂型试管，这过去一直很困难，并且被认为是使用定向的杂型纤维对电子设备的重要开发。另外，为高度结晶外层CNT的生长进行了高温过程。使用BNNT薄膜作为模板，通过在1150-1550°C下提供碳源来合成外层CNT。通过拉曼光谱法进行了分析，以确认获得了比常规报告更高的结晶度，并使用各种分析方法确认了BNNT结构的保留。高晶体外层CNT的实现允许使用杂型管的外层作为电极。

项目成果

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专利数量（0）

Kite-growth of long, aligned carbon nanotubes from non-metallic growth seeds

从非金属生长种子中风筝生长长的、排列整齐的碳纳米管

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuanjia Liu;Michiharu Arifuku;Noriko Kiyoyanagi;Masamitsu Satake;Taiki Inoue;Yoshihiro Kobayashi
通讯作者：
Yoshihiro Kobayashi

Coaxial heterostructure formation of highly crystalline graphene flakes on boron nitride nanotubes by high-temperature chemical vapor deposition

高温化学气相沉积在氮化硼纳米管上形成高结晶石墨烯片的同轴异质结

DOI：
10.35848/1882-0786/acbd0e
发表时间：
2023
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Kato Masakiyo;Inoue Taiki;Chiew Yi Ling;Chou Yungkai;Nakatake Masashi;Takakura Shoichi;Watanabe Yoshio;Suenaga Kazu;Kobayashi Yoshihiro
通讯作者：
Kobayashi Yoshihiro