Development of the Creation Method of New Functional Evolved-Nanotubes by Using Plasma Ion Irradiation

等离子体离子辐照新型功能演化纳米管制备方法的发展

基本信息

  • 批准号:
    13852016
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 77.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1. When a substrate covered with dispersed single-walled carbon nanotubes (SWNTs) is immersed in an alkali-fullerene plasma of Cs^+ -C_<60>^-, both of C_<60> and Cs encapsulated SWNTs (C_<60>@SWNT, Cs@SWNT) are formed as a result of accelerated-ion irradiation in an energy-controlled manner through the plasma sheath. Furthermore, the SWNT encapsulating a junction of Cs atoms on one side and C_<60> molecules on the other [(Cs/I)@SWNT] is observe to be formed in the case of applying bias voltages with polarity change.2. For the purpose of creating an ideal nano-pn junction, an alkali-halogen plasma such as Cs^+ -I^- is successfully generated using a magnetron discharge method with alkali salts. The substrate bias method leads to the generation of both the I@SWNT and junction encapsulated SWNT, (Cs/I)@SWNT.3. Electronic transport measurements reveal that C_<60>@SWNTs give rise to a p-type semiconducting property, but that Cs@SWNTs exhibit air stable n-type transport characteristics changing from p-type transport behavior via ambipolar behavior as the Cs-injection quantity inside SWNTs is increased. Moreover, Coulomb oscillations are observed under low temperatures, which is derived from the electronic structure modulated mainly by the encapsulated Cs atoms.4. In the case of I@SWNTs the threshold gate voltage of FET, which shows the p-type conductivity, is found to shift to a more positive value as the I-injection quantity is increased, indicating the strong enhancement of p-type property. Finally, the electronic transport property of (Cs/I)@SWNT is observed to behave as a diode, suggesting the formation of nano-pn junction. Thus, our evolved carbon nanotubes created by plasma ion irradiation are considered in principle to be provided with hidden potential as an ultra-super nonlinear-electronic microdevice.
1.当被分散的单壁碳纳米管(SWNTs)覆盖的衬底浸泡在Cs^+-C_&lt;60&gt;^-的富勒烯等离子体中时,C_&lt;60&gt;和Cs包裹的单壁碳纳米管(C_&lt;60&gt;@SWNT;@SWNT,Cs@SWNT)都是通过等离子体鞘以能量控制的方式加速离子辐照而形成的。此外,在施加极性变化的偏置电压的情况下,观察到形成了一侧包裹Cs原子和另一侧C_&lt;60&gt;分子结的SWNT[(Cs/i)@SWNT]。为了建立理想的纳米pn结,用碱盐磁控放电法成功地产生了Cs^+-i^-等碱-卤素等离子体。衬底偏压方法导致I@SWNT和结封装的SWNT,(Cs/I)@SWNT3的产生。电子输运测量表明,C&lt;60&gt;@SWNTs具有p型半导体性质,但Cs@SWNTs表现出空气稳定的n型输运特性,随着单壁碳纳米管中Cs注入量的增加,其输运特性由p型输运转变为双极输运行为。此外,在低温下观察到了库仑振荡,这主要是由被包裹的Cs原子调制的电子结构引起的。在I@SWNTs的情况下,显示p型电导的FET的阈值栅压随着I注入量的增加而向更正的值移动,这表明p型特性得到了很强的增强。最后,观察到(Cs/I)@SWNT的电子输运性质类似于二极管,表明形成了纳米pn结。因此,我们通过等离子体离子辐照产生的进化碳纳米管被认为原则上具有隐藏的潜力,作为一种超超非线性电子微器件。

项目成果

期刊论文数量(127)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Polarization-Reversal Induced Damping of Left-Hand Polarized Wave on Electron Cyclotron Resonance
左旋偏振波对电子回旋共振的极化反转诱导阻尼
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi
  • 通讯作者:
    K.Takahashi
Development of Low-Temperature Plasma Source Suitable for Ion Flow Energy Control in Strong Magnetic Fields
适用于强磁场中离子流能量控制的低温等离子体源的研制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wataru YAMAZAKI;Kisa MATSUSHIMA;Kazuhiro NAKAHASHI;関根久子;Hisako Sekine;関根(本多)久子;Hisako Sekine;K.Ueno et al.;豊崎秀海 他;K.Mamiya et al.;H.Toyosaki et al.;M.Nakano et al.;福村知昭 他;J.W.Quilty et al.;H.Toyosaki et al.;H.Toyosaki et al.;T.Fukumura et al.;Y.Yamada et al.;H.Toyosaki et al.;Y.Yamada et al.;K.Takahashi;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;R.Hatakeyama;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;高橋和貴;金子俊郎;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi
  • 通讯作者:
    K.Takahashi
プラズマ物理-プラズマフロー速度シアーと反物質/ペアプラズマ研究の新局面-
等离子体物理学-等离子体流速剪切和反物质/成对等离子体研究的新方面-
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tachibana;H.;Zhou;J.;Sato;M.;畠山 力三
  • 通讯作者:
    畠山 力三
Synthesis of Carbon Nanomaterials on the Tip of a Nickel Needle by Atmospheric-Pressure RF Microplasma
大气压射频微等离子体在镍针尖上合成碳纳米材料
Carbon Nanotube Formation Using RF-Discharge Reactive Plasma in Strong Magnetic Field
在强磁场中使用射频放电反应等离子体形成碳纳米管
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  • 通讯作者:
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Formation and application of non-equilibrium nanoscale plasma
非平衡纳米级等离子体的形成及应用
  • 批准号:
    24654186
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Foundation Establishment of Plasma-Exploited Nanocarbon Biotronics
等离子体利用纳米碳生物电子学的基础建立
  • 批准号:
    22244072
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Challenge to fabrication and functionalization of novel graphene by advanced plasma processing
通过先进等离子体处理制造和功能化新型石墨烯面临的挑战
  • 批准号:
    21654084
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Exploitation of Untrodden Field of Carbon-Based Nano-Bio Research Using Innovative Plasma Technology
利用创新等离子体技术开拓碳基纳米​​生物研究的未知领域
  • 批准号:
    18104011
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
A New Aspect of the Origin of Plasma Turbulence Driven by Field-Aligned Velocity Shear
场对准速度剪切驱动的等离子体湍流起源的新方面
  • 批准号:
    11480104
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
Formation of Plasma Structures Due to Local Production of Huge Negative Ions
由于局部产生大量负离子而形成等离子体结构
  • 批准号:
    09480088
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of Method to Form New-Function Thin Film by Fullerene Plasma
富勒烯等离子体形成新功能薄膜方法的开发
  • 批准号:
    09358008
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Plasma Potential Formation Due to Local ECR
局部 ECR 导致的血浆电势形成
  • 批准号:
    07458089
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Plasma Transport Induced by Cyclotron Resonance
回旋共振引起的等离子体传输
  • 批准号:
    03452280
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 77.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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