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水晶基板上での水平配向単層カーボンナノチューブの成長過程

机译：石英基板上水平取向单壁碳纳米管的生长过程

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単層カーボンナノチューブ(SWNT)は炭素原子の六員環構造から成るグラフェンシートを直径1 nm 程度の円筒状に巻いた構造の物質である．電気的，熱的，機械的に優れた特性を持ち，様々な応用が期待されている．SWNT は主に化学気相成長(CVD)法により合成される．通常，基板上で合成を行うとSWNT はランダムな方向に成長するが，デバイス応用にはSWNT の配向制御が必要である．基板として水晶など単結晶基板を用いてCVD 合成を行うと，SWNT が一方向に配向することが知られている．これは結晶表面の原子構造とSWNT の間の原子間力に起因するものであり，原子スケールの溝に沿ってSWNT が成長すると理解できる．この方法による水平配向合成は高密度かつ互いに接しないSWNT が得られ，電界効果型トランジスタ(FET)の作製に適している．FET の性能向上にはSWNT の本数密度の増加が必要であり，50～250 本/μm において既存のシリコンFET を大きく上回る性能のFET の作製が可能になると予測されている．また，他のデバイス作製やSWNT の物性測定のためにも水平配向SWNT の密度制御は重要である．本研究はSWNT 合成時の炭素源供給速度がSWNT 成長過程に与える影響に関して知見を得ることを目的とする．炭素源供給速度はCVD 合成中の炭素源ガスの分圧により制御できることから，高圧·低圧条件下において合成時間を変化させて合成を行い，得られたSWNT を観察することでSWNT成長の時間変化を調べる．
机译：单壁碳纳米管（SWNT）是具有通过轧制在直径为1nm大致圆筒个碳原子的六元环结构的由一个或多个石墨烯片而获得的结构的物质。电，热，都机械地优异的性能，各种应用的预期。 SWNT主要由化学气相沉积（CVD）方法来合成。通常，当在基板SWNT合成在任意方向生长，设备应用是必需的SWNT的取向控制。做使用石英合成CVD诸如单晶基板作为基板，已知的是，在SWNT一个方向取向。这是由于原子结构和SWNT晶体表面可被理解为SWNT之间的原子力沿原子尺度的槽长。通过方法的水平取向合成获得SWNT高密度，而不是在彼此接触，适合用于场效应晶体管（FET）的制备。 FET的性能改善需要在SWNT的数密度的增加，预期到可以生产FET性能大大超过在50-250本/微米的常规硅FET。水平取向的SWNT的也用于测量性质的其它器件制造和SWNT的密度控制是重要的。本研究旨在碳源进料速率关于上SWNT生长过程影响SWNT合成增益洞察期间。由于碳源进料速率可以通过碳源气体的分压在CVD合成进行合成由通过观察改变合成时间在高压和低压的条件下，SWNT生长的时间变化来控制导致SWNT的调查。

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