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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：
HATAKEYAMA Rikizo
金额：
$ 77.04万
依托单位：
Tohoku University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13852016/
关键词：
alkali-fullerene plasma alkari-halogen plasma ion irradiation by bias control nanoscale control atom molucules encapsulated nanotubes atoms-row junction encapsulated nanotubes nano-pn junction nanotube FET ダブルカソード型プラズマ源超分子構造ナノチューブ C

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：
Physical Review Letters 94
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：
Proceedings of XXVII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
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-