単一構造単層カーボンナノチューブ固体への超精密キャリアドーピングおよび超伝導探索

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本研究の目的は、単一構造を有する単層カーボンナノチューブ(SWCNT)固体へのキャリアドーピングおよび超伝導探索である。近年、急速な分離技術の発展により、極めて少量ではあるが単一構造を有するSWCNTの分離が可能となった。本研究では、化学的および物理的な精密ドーピング手法とインクジェット技術を組み合わせ、極少量試料の固体物性測定技術および精密フィリング制御方法を確立し、単一構造SWCNT固体の基礎物性を明らかにする。本目的を実現するために、以下の4項目を完遂する。(1)単一構造を有するSWCMの分離(2)極少量SWCMT分散液を用いた測定試料作製(3)上記測定試料の精密フィリング制御技術の確立(4)精密フィリング制御された単一構造SWCNT固体薄膜の低温物性研究および超伝導の探索申請段階においては、22年度には上記(1)-(3)を、平成23年度には(1)を継続しながら(4)を中心に研究を進める予定を立てていた。まず、項目(1)に関しては、単一構造を有するSWCNTの分離の第一段階として、密度勾配遠心分離法を用いた金属的舗CNTと半導体的SWCNTの分離を行った。本手法は、この数年間の間に産総研・片浦博士および首都大学東京・柳准教授によって大幅に発展した。そこで、単一構造を有するSWCNTの分離に関しては、柳准教授との共同研究として着実に進めている。並行して、項目(2)に関しては、極少量のSWCNT分散液を用いた測定試料のインクジェット法を用いた作製を行った。イオン液体やイオンゲルを用いた電気化学トランジスタをインクジェット法を用いて作製する事に成功している。また、項目(3)に関しては、精密フィリング制御方法の一つである、電気化学トランジスタ構造を用いたドーピング方法に力を入れ、光特性や伝導特性のその場観察に成功している。本研究課題は追加採択であったため研究期間が非常に短いが、順調に研究成果をあげている。