マイクロ空間におけるカーボンナノチューブのプロセッシング

微空间碳纳米管加工

基本信息

批准号：
16710087
负责人：
吾郷浩樹
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16710087/
关键词：
カーボンナノチューブマイクロチップ誘電泳動分離技術

项目摘要

カーボンナノチューブ(以下,CNTと略す)は,そのユニークな電子的・機械的・熱的性質から大きな注目を集めている。また、そのカイラリティに依存性して金属にも半導体にもなるという興味深い特性を有し、デバイス応用にはカイラリティの制御、少なくとも金属と半導体の制御が非常に重要であるとされている。本研究では、マイクロ空間と合成技術を組み合わせることで、このような高度なナノチューブの分離を行うことを目的として研究を行った。マイクロ流体デバイスと呼ばれる、微小な流路を有するチップを作製し、その中で誘電泳動と呼ばれる電気的な分離を行うことで、単層CNT分散溶液の金属-半導体分離を試みた。2年間の計画で研究を行い、昨年度はマイクロ電極を組み込んだ流体デバイスの作製を中心として行い、本年度はその中にCNT分散溶液を流すことで金属と半導体の分離を試みた。なお、従来はこのような流体デバイスを用いず分散液を電極に滴下してラマンスペクトルのみによって評価していたため、CNTの凝集状態に大きく影響を受け結果の信頼性が大きく欠けていた。そこで本研究では、ラマンスペクトルに加え、流路から出てくる分散溶液を調べることで、より信頼性の高い吸収スペクトル測定によって分離の程度を検討した。その結果、ラマンスペクトルでは金属と半導体が分離されているように見えても、実際には分離がなされていないということが明らかとなった。そして、この分離の際に、水の電気分解が起こるなど、他の誘電泳動以外の効果も考慮する必要があることが判明した。そして、印加電圧、チャネル幅は高さ、電極の構造など単層CNTの分離に関する重要な指標を得ることが出来た。上記の知見は、単層CNTの分離に関する重要な方向性を与え、今後の超小型トランジスタなどを含むLSIなどナノデバイスへの発展に大きな寄与をするものと期待される。

碳纳米管（以下简称CNT缩写为CNT）由于其独特的电子，机械和热性能而引起了极大的关注。它还具有有趣的特性，即能够根据其手性成为金属和半导体，并且据说对于设备应用，控制手性，至少是金属和半导体控制非常重要。进行这项研究的目的是通过结合微观和合成技术来实现纳米管的高级分离。制造了带有微流体设备的芯片，称为微流体设备，并在其中进行了称为电介质的电分离，以分离单层CNT CNT分散溶液的金属 - 轴导剂。这项研究是在为期两年的计划中进行的，去年我们专注于制造包含微电极的流体设备，今年我们试图通过将CNT分散溶液倒入其中来分离金属和半导体。过去，在不使用这种流体设备的情况下，将色散滴入电极上并仅使用拉曼光谱进行了评估，因此结果受到CNT的聚集状态极大地影响，这极大地缺乏可靠性。因此，在这项研究中，除了拉曼光谱外，我们还通过检查从流动路径出来的分散溶液以及测量更可靠的吸收光谱来研究了分离程度。结果，据表明，尽管金属和半导体似乎在拉曼频谱中分离，但实际上并未分离。还发现，应考虑除介电的其他作用，例如在这种分离过程中发生的水的电解。此外，还获得了有关单层CNT分离的重要指标，例如施加的电压，通道宽度和电极结构。以上发现提供了有关单层CNT分离的重要方向，并有望为未来的纳米版本（包括超小晶体管）等纳米版本的发育做出重大贡献。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ナノカーボン材料-夢ふくらむ新素材-

纳米碳材料——充满梦想的新材料——

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
K.Hino;H.Nakano;N.Ito;M.Matsushita;H.Takagi;N.Nishi;A.Nakamura et al.;T.Saito et al.;H.Ago et al.;H.Ago 他;H.Ago 他;吾郷浩樹他;産業技術総合研究所
通讯作者：
産業技術総合研究所

Nonlinear optical response and relaxation dynamics in double-walled carbon nanotubes

双壁碳纳米管的非线性光学响应和弛豫动力学

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of Luminescence (in press)
影响因子：
0
作者：
K.Hino;H.Nakano;N.Ito;M.Matsushita;H.Takagi;N.Nishi;A.Nakamura et al.
通讯作者：
A.Nakamura et al.

ナノスケールの熱センサおよび加熱プローブ

纳米级热传感器和加热探头

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Synthesis of horizontally-aligned single-walled carbon nanotubes with controllable density and polarized Raman spectroscopy

密度可控的水平排列单壁碳纳米管的合成和偏振拉曼光谱

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of Physical Chemistry B (in press)
影响因子：
0
作者：
K.Hino;H.Nakano;N.Ito;M.Matsushita;H.Takagi;N.Nishi;A.Nakamura et al.;T.Saito et al.
通讯作者：
T.Saito et al.

担持触媒を用いたカーボンナノチューブの成長と生成機構

使用负载型催化剂的碳纳米管的生长和生产机制

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
NEW DIAMOND(ニューダイヤモンドフォーラム編) 75
影响因子：
0
作者：
K.Hino;H.Nakano;N.Ito;M.Matsushita;H.Takagi;N.Nishi;A.Nakamura et al.;T.Saito et al.;H.Ago et al.;H.Ago 他;H.Ago 他;吾郷浩樹他
通讯作者：
吾郷浩樹他