高配向性カーボンナノチューブのパターニングを用いた電界放出素子およびバイオチップの開発

使用高度定向碳纳米管图案化场发射器件和生物芯片的开发

• 批准号: 02F00668
• 负责人: 大泊 巌
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00668/
• 关键词: 単層カーボンナノチューブ; 化学気相合成法; 電界電子放出; FED; トランジスタ; カーボンナノコーン; 先端放電型マイクロ波CVD; カーボンナノチューブ; プラズマCVD; 選択成長; イオン注入; リモートプラズマ; 大面積; ナノチューブ回路

本研究はカーボンナノチューブおよびナノファイバーの配向合成および、合成材料の電界放出素子、バイオチップ応用検討・素子開発について行っている。今年度は昨年度の研究成果を踏まえ以下の項目について研究を行い実績を得た。1)カーボンナノファイバの合成について:円錐形のCarbon-nanofibers(CCNF)は、230Paの圧力の下の反応物ガスとしてH_2とCH_4を使用して、DCバイアス印可マイクロ波プラズマCVD法を用い、数nm厚のFe触媒膜を形成したSi基板上で合成した。DCのバイアスなしでは、成長処理後にはナノ粒子化した触媒のみが見られ、ナノファイバーの合成は確認できなかった。しかし、150-230VのDC負バイアス印可により、高配向かつ高密度のCCNFを形成することに成功した。合成したCCNFは102nmの平均長さ、および10^<10>cm^<-2>の密度で、円錐角は10-15度であった。密度と直径およびCCNFの長さの相関関係について議論を進めている。2)単層カーボンナノチューブについて:先端放電型マイクロ波CVD装置を用いて、Si基板上に単層カーボンナノチューブを高配向合成することが実現した。Si基板上には触媒であるTiをAlでサンドイッチするAl/Ti/Alの三層構造を形成した。三層構準を取ることにより触媒金属の超微粒子化が可能となり、単層ナノチューブの合成が実現した。3)デバイス応用について:電界放出素子としての特性を評価するために、AFMを用いて一本のカーボンナノファイバにおける電流・電圧特性の評価を行った。さらにナノファイバおよびナノチューブの電界放出特性を評価している。

In this study, the main purpose of this study is to determine the distribution of synthetic materials, the emission of pigments from the electrical field of synthetic materials, and the use of thin atoms to improve the performance of synthetic materials. The research results of this year's "yesterday's year" include the following projects, research projects and research results. 1) in the shape of Carbon-nanofibers (CCNF), under the force of 230Pa, H _ 2 CH_4 is used, DC is printed, the CVD method is used, and the nm thickness of the Fe catalyst film is used to form a synthesis on the Si substrate. DC, after growing up, make sure that the particles are granulated, the catalyst is activated, and the synthesis is confirmed. For example, 150V-230V DC printer can be printed, high orientation, high density, CCNF form a successful printer. Composite CCNF 102nm average length, lt;10> cm10 ^ & lt;-2> density, angle 10-15 degrees. Density, diameter, CCNF, density, diameter, density, diameter, diameter, density, diameter, density, diameter, diameter, density, diameter, density, diameter, diameter, 2) the equipment is used in the CVD device of the front-end discharge generator, and the high-configuration synthesis is used on the Si substrate. it is feasible to realize the high performance. On the Si substrate, the catalyst, the Ti, the Al, the Al/Ti/Al, the catalyst, the catalyst, the catalyst, It is possible to synthesize and synthesize the catalyst metal into ultrafine particles. 3) the electronic industry publishes information on the characteristics of the electronic industry, such as the electronic industry, and the AFM industry. Please inform us that the characteristics are released by the power industry.

项目成果

G.Zhong, M.Tachiki, H.Umezawa, T.Fujisaki, H.Kawarada, I.Ohdomari: "Large-area Synthesis of Carbon Nanofibers by Low-power Microwave Plasma Assistant CVD"Advanced Materials ; Chemical Vapor Deposition. (未定). (2004)

G.Zhong、M.Tachiki、H.Umezawa、T.Fujisaki、H.Kawarada、I.Ohdomari：“低功率微波等离子体辅助CVD大面积合成碳纳米纤维”先进材料； (2004)

G.Zhong, T.Iwasaki, H.Kawarada, I.Ohdomari: "Synthesis of Highly oriented and dense conical carbon nanofibers by a DC-bias-enhanced microwave plasma CVD method"Thin Solid Films. (未定). (2004)

G.Zhong、T.Iwasaki、H.Kawarada、I.Ohdomari：“通过直流偏压增强微波等离子体 CVD 方法合成高度定向和致密的锥形碳纳米纤维”固体薄膜（待定）。 ）