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カーボンナノチューブの配向制御と自己整合型トランジスタへの応用

碳纳米管的取向控制及其在自对准晶体管中的应用

基本信息

批准号：
15656082
负责人：
山田明
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

現在Siに替わる新素材として、カーボンナノチューブ(CNT)が注目されている。これまでCNTのデバイス応用は、CNTを基板上にすくい取り、後から電極等を形成してきた。しかしながらこの手法では、集積化を行なうことが困難である。本研究では、CNTのデバイス応用を目指し、CNTの成長の位置制御、及び配向性制御を目的に研究を進めてきた。昨年度、触媒のパターニングにより、CNTの位置制御が可能であることを見出すとともに、熱フィラメント法を用いることで、基板温度576〜750℃という従来に無い低温度においてCNTが成長可能であることを明らかにした。そこで本年度は、CNTの配向性制御を目的に研究を進めた。CNTの配向性制御として、電界印加効果を用いた。このための電極にはMoを用いた。また、電極間の間隔は2μmとした。このMo電極上に、昨年度開発したFe/Co系触媒をリフトオフ法により塗布し、成長時に電極間に電圧を印加することで、電界が成長に及ぼす効果を調べた。その結果、電界強度0.25V/μmにおいてCNTが電界方向に沿って成長することを新たに見出した。また電界強度0.8V/μmにおいて、ギャップ2μmの電極間の架橋成長に成功した。しかしながら、電界強度を2V/μmまで高めると、電極間にグラファイト状の堆積物が生成することが明らかとなり、印加する電界に最適値があることが分かった。電界により、CNTが電界方向に沿って成長する理由として、CNT自体の誘電現象、及びCNTの先端付近の帯電現象が考えられる。さらに本研究ではCNTの位置制御として、従来のFe/Co触媒に替わり、新しい触媒微粒子を用いることを新たに提案した。初期的段階ながら、新しい触媒微粒子を用いてCNTの成長が可能であること、また触媒の粒径が揃っていることを反映し、得られたCNTの直径が揃っていることを見出した。これら知見は、CNTの新しい成長技術として極めて重要である。

Now Si is replaced by new material, such as CNT. The CNT substrate is formed by etching, etching and etching.しかしながらこの手法では、集积化を行なうことが困难である。In this study, we aim to study the orientation and orientation of CNT growth. Last year, the catalyst and CNT position control can be seen, the heat treatment method can be used, the substrate temperature is 576 ~ 750℃, the temperature is low, the CNT growth can be seen. This year, the research on CNT alignment control is progressing. CNT alignment control, electrical field effect This is the first time The spacing between electrodes is 2μm. The Mo electrode was developed by the Fe/Co method, and the electrode voltage was adjusted during the growth. The results show that the CNT grows along the direction of the electrical boundary when the electrical boundary strength is 0.25V/μm. The bridge growth between the electrodes was successfully achieved with an electric field strength of 0.8V/μm and a voltage of 2μm. 2V/μm high voltage, 2V high voltage, 2V/μm high voltage, 2 V/μ m The reasons for the growth of CNT along the direction of electric field, the inductive phenomenon of CNT itself, and the inductive phenomenon of CNT near the tip are examined. In this study, CNT position control, Fe/Co catalyst replacement, new catalyst particle application and new proposal were proposed. The initial stages of CNT growth are reflected in the particle size of the catalyst and the diameter of the CNT. The new growth technology of CNT is very important.