【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0051
利用課題名 / Title
単一カーボンナノチューブの熱電計測
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
カーボンナノチューブ, SWCNT, 熱電特性,量子効果/ Quantum effect,電子線リソグラフィ/ EB lithography,リソグラフィ/ Lithography,熱電発電/ Thermoelctric Power Generation,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
清水 麻希
所属名 / Affiliation
埼玉大学 大学院理工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
橋崎光里,西田夏海,武藤向哉
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
渡辺英一郎,大里 啓孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-660：マスクレス露光装置 [MLA150]
NM-610：電子銃型蒸着装置 [RDEB-1206K]
NM-609：電子銃型蒸着装置 [ADS-E86]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
カーボンナノチューブ（SWCNT）はその一次元性から熱電性能が高いことが予想されているが、単一のSWCNTの熱電特性は実験的に明らかではない。
本研究では単一のSWCNTの熱電特性を明らかにする。
実験 / Experimental
本研究ではフォトリソグラフィ装置(NM-660)と蒸着装置(NM-609)を用いてボンディング用のパッドと位置合わせ用のマークを形成し、EBリソグラフィ装置(NM-635)と蒸着装置(NM-609)を用いてアドレスマークを形成した。
SWCNTを基板上に散布したのち位置合わせを行いながらEBリソグラフィ装置と蒸着装置(NM-610)をもちいて両端に電極形成を行った。同時に温度差をつけるための局所ヒーターも形成した。
埼玉大学にサンプルを持ちかえり、電極上にナノダイヤモンドを散布した。局所ヒーターに電流を流しながらナノダイヤモンドによる両端の温度測定と起電力の測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
単一の金属のSWCNTについて計測したところ集団のSWCNTと同様のゼーベック係数が得られた。計測手法について論文を執筆した。半導体については、抵抗値が高くなるゲート領域での正確な測定方法について検討中である。
半導体と金属のバンドルのSWCNTについてはゲートに依存したゼーベック係数が得られたが再現性も含め検討する必要がある。
また、低温においてのゼーベック係数測定に向けて、埼玉大学においてセットアップを行った
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Maki Shimizu, Thermoelectric measurements of nanomaterials by nanodiamond quantum thermometry, Applied Physics Express, 17, 095001(2024).
DOI: 10.35848/1882-0786/ad6fe9
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件