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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. 当将覆盖分散单壁碳纳米管（SWNTs）的衬底浸泡在Cs^+ -C_<60>^-的碱富勒烯等离子体中时，C_<60>和Cs封装的SWNTs （C_<60>@SWNT, Cs@SWNT）都是通过等离子体鞘层以能量控制的方式加速离子照射形成的。此外，在施加极性变化的偏置电压的情况下，观察到在一侧包裹Cs原子和另一侧包裹C_<60>分子的SWNT [(Cs/I)@SWNT]形成。为了创建理想的纳米pn结，用磁控管放电方法成功地产生了Cs^+ - i ^-等碱卤素等离子体。衬底偏压法可同时生成I@SWNT和结封装的SWNT，（Cs/I）@SWNT.3。电子输运测量表明，C_<60 bb0 @SWNTs产生p型半导体性质，但Cs@SWNTs表现出空气稳定的n型输运特征，随着碳注入量的增加，从p型输运行为转变为双极性行为。此外，在低温下观察到库仑振荡，这主要是由封装的Cs原子调制的电子结构引起的。在I@SWNTs情况下，随着i注入量的增加，显示p型电导率的FET阈值栅极电压向更正的方向移动，表明p型电导率得到了较强的增强。最后，观察到（Cs/I）@SWNT的电子输运性质表现为二极管，表明纳米pn结的形成。因此，我们的进化碳纳米管通过等离子体离子辐照产生，原则上被认为具有作为超非线性电子微器件的隐藏潜力。

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

Flow Shear Effects on Plasma Microinstability in Open-Ended Magnetic Configurations

流动剪切对开放式磁配置中等离子体微观不稳定性的影响

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Transactions of Fusion Science and Technology 47・1T
影响因子：
0
作者：
K.Eguchi;et al.;K.Takahashi;R.Ichiki;金子俊郎;T.Kaneko;T.Kaneko;K.Takahashi;K.Takahashi;K.Takahashi;T.Kaneko;R.Hatakeyama;K.Takahashi;K.Takahashi;金子俊郎;金子俊郎;T.Kaneko;E.W.Reynolds;K.Takahashi;K.Takahashi;T.Kaneko;R.Ichiki;T.Kaneko
通讯作者：
T.Kaneko

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-