金属内包フラーレン固体およびそのデバイス構造における物性研究

金属内包フラーレンのような微量試料は通常の蒸着などによる薄膜化処理が困難であり、通常の伝導測定が困難であり、その他の分子自体の伝導を測定するような方法が必要である。その他の方法としては、近年カーボンナノチューブを分子に対するリード電極として用いる方法が報告されている。しかしながら、ナノチューブの伝導性は必ずしも完全に明らかになっているわけではない。本研究は、2端子および4端子法を用いることで、ナノチューブ自身の伝導性を解明した。単層カーボンナノチューブ(SWNT)であれば、SWNTは通常、束上の構造をとり、1本1本が金属と半導体という異なる性質を持つため、常に束の性質が異なってしまいリード電極としては不向きである。半導体のみおよび金属のみから構成される束を探し出し、それぞれの伝導性を四端子測定により解明した。金属SWNTのみからなる束を用いて作製した素子では、その素子の伝導性に接触抵抗は影響しないことを明らかにした。半導体のみの束を用いた素子においては接触抵抗が大きく伝導に関与するコンタクト変調型の素子伝導性を示していることを4端子測定により、直接初めて示した。多層カーボンナノチューブ(MWNT)素子においては、金属SWNT束の素子と同様に接触抵抗は素子伝導性に影響を及ぼしていないことを明らかにした。NWNTにおいては、その構造により1次元伝導(朝永・ラッティンジャー液体)の実現が期待されており、素子の伝導にそのような特徴が観測されている。一方で、その特徴は乱れた金属においても現れることが予想されていた。本研究において、2及び4端子測定を詳細に比較することで、MWNT自体の乱れが一次元的に振舞う伝導性のひとつの原因であることを明らかにした。このように、本研究は、配線材料として期待されている分子、カーボンナノチューブ自身の伝導性を明らかにした。

金属内包フラーレンのような微量試料は通常の蒸着などによる薄膜化処理が困難であり、通常の伝導測定が困難であり、その他の分子自体の伝導を測定するような方法が必要である。その他の方法としては、近年カーボンナノチューブを分子に対するリード電極として用いる方法が報告されている。しかしながら、ナノチューブの伝導性は必ずしも完全に明らかになっているわけではない。本研究は、2端子および4端子法を用いることで、ナノチューブ自身の伝導性を解明した。単層カーボンナノチューブ(SWNT)であれば、SWNTは通常、束上の構造をとり、1本1本が金属と半導体という異なる性質を持つため、常に束の性質が異なってしまいリード電極としては不向きである。半導体のみおよび金属のみから構成される束を探し出し、それぞれの伝導性を四端子測定により解明した。金属SWNTのみからなる束を用いて作製した素子では、その素子の伝導性に接触抵抗は影響しないことを明らかにした。半導体のみの束を用いた素子においては接触抵抗が大きく伝導に関与するコンタクト変調型の素子伝導性を示していることを4端子測定により、直接初めて示した。多層カーボンナノチューブ(MWNT)素子においては、金属SWNT束の素子と同様に接触抵抗は素子伝導性に影響を及ぼしていないことを明らかにした。NWNTにおいては、その構造により1次元伝導(朝永・ラッティンジャー液体)の実現が期待されており、素子の伝導にそのような特徴が観測されている。一方で、その特徴は乱れた金属においても現れることが予想されていた。本研究において、2及び4端子測定を詳細に比較することで、MWNT自体の乱れが一次元的に振舞う伝導性のひとつの原因であることを明らかにした。このように、本研究は、配線材料として期待されている分子、カーボンナノチューブ自身の伝導性を明らかにした。