2012年研究カタログ
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■ 研究担当:片浦弘道/田中丈士/藤井俊治郎/平野篤 ■ ナノシステム研究部門 ナノ炭素材料研究グル-プ■ 連携担当:太田敏隆 デバイス応用に向けたカーボンナノチューブの選別研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●電気的性質の異なる単層カーボンナノチューブ(CNT)を簡便に分離 ●金属型はフレキシブル透明導電膜、半導体型はトランジスタへ応用 ●単層CNTの優れた機械・電気特性を利用した製品開発の実現を目指す 単層CNTは、極めて高い電子・正孔移動度、高電流耐性、高い機械的強度、透明性など、電子材料として優れた特性を多数有することから次世代電子材料として期待されています。しかし、金属型と半導体型、さらにはバンドギャップの異なる半導体型のCNTが混ざった状態で合成されます。単層CNTを電子デバイスに応用するためには、電気的特性の揃った単層CNTを選別する必要があります。産総研では、高純度に選別した単層CNTの優れた機械・電気特性を利用した製品開発の実現を目指した研究開発を重点的に進めています。 多糖のゲルを充填したカラムに単層CNTの分散液を注ぐだけで、吸着する半導体型CNTと素通りする金属型CNTに分離できる非常に簡便な手法を開発しました。また、直列に配置したカラムに過剰量の単層CNT分散液を注入することにより、単一構造の半導体型CNTを簡便に高純度で得ることにも成功しました(図1)。分離した半導体型CNTを用いた薄膜トランジスタは、オン-オフ比が106、移動度が42 cm2/V・sと非常に高い性能を示しました(図2)。また、金属型CNTを用いた透明導電膜の作成と評価の研究も推進しています。● 単層CNTの金属・半導体分離、単一構造分離、純度評価●CNTの薄膜形成・デバイス作製● 特許出願情報2010-49766 (2010/03/05)「カーボンナノチューブの分離回収方法及びカーボンナノチューブ」謝辞: 本研究の一部は、独立行政法人 科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業(CREST)「第二世代カーボンナノチューブ創製による不代替デバイス開発」(平成19~24年度)により行われたものです。図1 CNTの金属型・半導体型分離と単一構造半導体型CNTの分離図2 分離した半導体型CNTを用いた薄膜トランジスタ(左)とその特性(右)● 研究拠点つくば中央311ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-54N-54

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