プロセス統合による同心ヘテロナノチューブの高効率合成・構造分析・電子デバイス作製

通过工艺集成实现同心异质纳米管的高效合成、结构分析和电子器件制造

• 批准号: 22K04874
• 负责人: 井ノ上 泰輝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04874/
• 关键词: ヘテロナノチューブ; カーボンナノチューブ; 窒化ホウ素; 化学気相成長; ナノ材料

本研究課題では、異なるナノチューブ物質を同心状に組み合わせたヘテロナノチューブに関して、合成・分析・電子デバイス作製を高効率に行う基盤技術の確立を行う。本年度は、ヘテロナノチューブ合成におけるテンプレートとして必要となる、孤立架橋ナノチューブの作製を行った。水晶基板上への単層カーボンナノチューブ（CNT）の水平配向合成、ポリマー膜を用いた大面積転写、さらに臨界点乾燥を行うことで、単層CNT・単層CNT間および単層CNT・基板間の張り付きを抑制し、元来の配向性を維持したまま架橋構造を形成することに成功した。このようなテンプレートを用いて、化学気相成長法による外層へのCNTや窒化ホウ素ナノチューブ（BNNT）の合成を行い、その構造を分析した。ラマン分光法などによりヘテロナノチューブの成長が確認され、本テンプレート構造の有効性が示された。本テンプレート構造は、従来困難であった、高い配向性と大面積適用性を兼ね備えたヘテロナノチューブの実現につながり、配向ヘテロナノチューブを用いた電子デバイスに向けた重要な進展だと考えられる。また、高結晶性の外層CNTの成長のために、高温プロセスを実施した。BNNT薄膜をテンプレートに用い、1150-1550℃において炭素源を供給して外層CNTの合成を行った。ラマン分光法による分析を行い、従来の報告より高い結晶性の実現を確認するとともに、種々の分析手法によりBNNT構造の保持を確認した。高結晶外層CNTの実現は、ヘテロナノチューブの外層を電極として用いるデバイスを可能とする。

This research topic is to establish a substrate technology for high efficiency in the field of synthesis, analysis and electronic processing. This year, we will continue to work on this issue. Horizontal alignment synthesis of single-layer CNTs on crystal substrates, large-area writing of single-layer CNT films, critical point drying, suppression of tension between single-layer CNTs and single-layer CNT substrates, maintenance of elemental alignment, and formation of bridging structures are successful. The synthesis and structure analysis of CNT and BNNT in outer layer were carried out by chemical phase growth method The growth of this species is confirmed by spectroscopic analysis. The structure of this paper is difficult to find, high in alignment, large in area applicability, and important in alignment. The growth of CNT with high crystallinity and high temperature can be realized. BNNT thin film temperature rise, 1150-1550℃, carbon source supply and outer CNT synthesis Analysis of high crystallinity by spectroscopic methods The outer layer of CNT has a high crystallinity, and the outer layer of CNT has a high crystallinity.

项目成果

Kite-growth of long, aligned carbon nanotubes from non-metallic growth seeds

从非金属生长种子中风筝生长长的、排列整齐的碳纳米管

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuanjia Liu;Michiharu Arifuku;Noriko Kiyoyanagi;Masamitsu Satake;Taiki Inoue;Yoshihiro Kobayashi
• 通讯作者: Yoshihiro Kobayashi

Coaxial heterostructure formation of highly crystalline graphene flakes on boron nitride nanotubes by high-temperature chemical vapor deposition

高温化学气相沉积在氮化硼纳米管上形成高结晶石墨烯片的同轴异质结

• DOI: 10.35848/1882-0786/acbd0e
• 发表时间: 2023
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kato Masakiyo;Inoue Taiki;Chiew Yi Ling;Chou Yungkai;Nakatake Masashi;Takakura Shoichi;Watanabe Yoshio;Suenaga Kazu;Kobayashi Yoshihiro
• 通讯作者: Kobayashi Yoshihiro