有機分子を用いた単層カーボンナノチューブの状態密度スイッチング

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本研究の目的は、カーボンナノチューブの低濃度な精密フィリング制御を行い新奇な電子状態およびデバイス特性を創製する事にある。有機分子を用いた化学的なドーピングや電界効果トランジスタ構造を用いると低濃度な精密フィリング制御が出来、一元特有のvan Hove特異点の状態密度の発散点にフェルミ面を設定する事が可能となる。この時、キャリア数は少数だが状態密度は理論的には無限大となりこれまでにない極めて異常な電子状態を創製できる。具体的には、以下の特性の発現を目標としている。(1)状態密度発散点での伝導特性解明(2)薄膜トランジスタの状態密度スイッチング(3)孤立トランジスタの状態密度スイッチング平成16年度は(1)と(2)を重点に研究を展開しており、平成17年度は(2)と(3)を重点的に研究を行った。(2)では、当初の目標であった薄膜トランジスタの有機分子を用いたフィリング制御に成功した。加えて、昨年度は物性に中心を置いていたが、今年度はデバイス特性の創成を目指した。具体的には、透明かつフレキシブルなデバイスの作製に成功し、基礎的研究だけでなく応用面においてのナノチューブの可能性を示すことに成功した。また、(3)では孤立トランジスタの作製及び有機分子を用いた連続的なキャリア数制御に世界で初めて成功した。ここでは、スイッチング電圧のドーピングによる制御に成功しており、フェルミエネルギー制御が非常に低濃度で行える事を直接的に示したことになる。これらの成果は、基礎研究及び応用研究の両側面において極めて重要な成果である。