多層カーボンナノチューブを用いる量子伝導センサーの開発

使用多壁碳纳米管的量子传导传感器的开发

• 批准号: 14655003
• 负责人: 落合 勇一
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655003/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 生体分子; DNA; 量子伝導センサー; コヒーレント; 集束イオンビーム; 静電捕獲法; 電界効果トランジスター; カーボンナノチューブ(CNT); 収束イオンビーム; 接触抵抗; 電気抵抗

本研究では,量子伝導状態のカーボンナノチューブ(CNT)に、電気特性の未知なDNA等の生体分子を付着させた際に生じる量子伝導変化を探知する様子を調べることで、新しいセンサーとしての利用を試みることを目的としている.本年度は、CNTと生体分子を組み合わせたナノデバイスの実現とその特許化をめざし、研究を行った。1.50nmギャップを持つ、超微細電極の作製DNA等の極微生体分子におけるコヒーレントな量子伝導効果を探知するためには生体分子の長さ以下のギャップ長を持ち、生体分子に対してバリアの少ない材料による微細電極が必要という観点から、CNTによる微小電極の作製を行った。2端子電極を取付けた1本のCNTを集束イオンビーム(FIB)で切断することで、50nmというギャップ長を持つCNT電極の作製に成功した。さらに、その際に基板上に形成される深さ100nm、長さ1μm程度の溝がDNAを貯蔵するのに有効であることも確認され、併せて特許出願を行った。2.静電捕獲法によるDNA分子の配置FIB加工によって作製したCNT電極間にDNAを選択的に集める方法として、静電捕獲(ET)法採用し、DNAの配置を試みた。超純水中に分散したDNAをCNT電極上に滴下し、高周波電圧(周波数2MHz、電圧10V)を1時間印加することでCNT電極間に最も効率よくDNAを集められることがわかった。3.CNT電極間に配置したDNAの電気特性の調査今年度はランダムなDNAではなく、特性をより理解しやすいグアニンとシトシンのみからなるpoly dG-dCを用いてET法により捕獲を行い、電気特性の評価を行った。2×10^<-6> Torrの真空下において電流-電圧特性を測定したところ非線形ではあるが電流を観測し、ゲート電圧に対して明瞭なp型特性が観測されたととから、CNT電極が機能していることが実証された。

In this study, biological molecules such as CNT, DNA, and so on, are responsible for the generation of quantum guidance in order to find out how to detect the impact of each other, and the new model is to make use of the purpose of the data acquisition. This year, the CNT Biomolecule Organization has made a joint effort to improve the performance of the research industry. 1.50nm microelectronics, ultramicroelectronics, DNA and other extremely microbiological molecules are sensitive to the growth of biological molecules. The results show that it is necessary to use microelectronics, CNT microelectronics, and microelectronics to detect the growth of biological molecules. (2) the terminal cathode will pay for the first CNT cluster telephone (FIB) to cut off the power supply, and the 50nm CNT cathode will be used for a long period of time to make a successful operation. A deep 100nm is formed on the substrate with a length of 1 μ m. The length of the substrate is 1 μ m, the length of which is 1 μ m, the length of the substrate is 1 μ m, and the length is 1 μ m. two。 The static trapping method is used to configure the DNA molecular device. The FIB processing device is used as the cluster trapping method selected by the CNT filter. The static trapping (ET) method is used to configure the ET molecular filter, and the DNA filter is used to configure the test filter. Ultra-dispersive DNA

项目成果

T.Mihara, K.Miyamoto, M.Kida, T.Sasaki, N.Aoki, Y.Ochiai: "Fabrication and transport property of crossroads of multiwall carbon nanotubes"Superlattices and Microstructures. (印刷中). (2004)

T.Mihara、K.Miyamoto、M.Kida、T.Sasaki、N.Aoki、Y.Ochiai：“多壁碳纳米管交叉点的制造和传输特性”超晶格和微观结构（2004 年）。

S.Ishii, K.Miyamoto, N.Oguri, K.Horiuchi, T.Sasaki, N.Aoki, Y.Ochiai: "Conduction carrier in multi-walled carbon nanotubes"Physica E. 19. 149 (2003)

S.Ishii、K.Miyamoto、N.Oguri、K.Horiuchi、T.Sasaki、N.Aoki、Y.Ochiai：“多壁碳纳米管中的传导载体”Physica E. 19. 149 (2003)

Y.Ochiai, R.Enomoto, S.Ishii, K.Miyamoto, K.Horiuchi, N.Aoki: "ESR and Low Temperature Transport in Multi Walled Carbon Nano-Tube"Physica B. 掲載予定(未定). (2003)

Y.Ochiai、R.Enomoto、S.Ishii、K.Miyamoto、K.Horiuchi、N.Aoki：“多壁碳纳米管中的 ESR 和低温传输”Physica B. 出版时间表（待定）。

N.Aoki, D.Oonishi, Y.Iwase, Y.Ochiai, K.Ishibashi, Y.Aoyagi, J.P.Bird: "Influence of interdot coupling on electron-wave interference in an open quantum-dot molecule"Applied Physics Letters. 80. 2970 (2002)

N.Aoki、D.Oonishi、Y.Iwase、Y.Ochiai、K.Ishibashi、Y.Aoyagi、J.P.Bird：“开放量子点分子中点间耦合对电子波干涉的影响”应用物理快报。

K.Miyamoto, N.Oguri, T.Sasaki, K.Ishibashi, N.Aoki, Y.Ochiai: "Control of One Dimensional Transport of Multi-Wall Carbon Nanotube by Wall Destruction"Superlattices and Microstructures. (印刷中). (2004)

K.Miyamoto、N.Oguri、T.Sasaki、K.Ishibashi、N.Aoki、Y.Ochiai：“通过壁破坏控制多壁碳纳米管的一维传输”超晶格和微观结构（出版中）。 ）