ナノ微粒子支援異方性堆積法で作製したZnOナノロッド結晶の電解放出素子への応用

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本研究の目的は,本研究グループが最近開発したナノ微粒子支援異方性堆積法によって作製された六角錘構造を持つ酸化亜鉛(ZnO)ナノロッド結晶の電界放出による電子放出特性を定量的に評価し,電子放出応用デバイスへの応用の可能性を明らかにすることである.具体的には,レーザーアブレーシヨンを利用したナノ微粒子支援異方性堆積法により,先端が数10nm程度に尖ったZnOナノロッド結晶を作製し,電界放出電流、電界放出のしきい値電圧等の電子放出特性の評価を行った.その結果以下の成果が得られた.1.電界放出特性を測定するための真空容器でI-V特性を測定する装置を作製した.2.同装置を用いて既に作製法が確立している,直径が100-300nm程度の比較的大きな六角錘ZnOナノロッドの電界電子放出特性を調査した.その結果,電界放出電流密度1mA/cm^2を得る電界として16V/mm,電界増強係数300を得,電界電子放出素子への応用の可能性が示された.3.雰囲気ガス圧力,基板とターゲット間の距離を変化することにより,ナノロッドのサイズを制御できることを見出した.この知見に基き作製条件を最適化したところ,直径が100nm程度の微小ナノロッドの作製に成功した.4.ナノワイヤ付ナノロッドやナノコーンなどの,電界放出に適すると考えられる特異な形状のZnOナノ結晶の合成に成功した.5.近接場効果を利用してZnOロッドの先端を,紫外レーザーによりナノ加工する方法を確立した.