【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
24NM0061
利用課題名 / Title
マイクロ加工デバイスを用いた単一ナノ構造材料の電気・熱伝導測定
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
カーボンナノチューブ, 電気特性,量子効果/ Quantum effect,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
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)
児玉 高志
所属名 / Affiliation
九州工業大学 大学院工学研究院機械知能工学系
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
河野 久雄
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では単一カーボンナノチューブ、およびそのバンドル構造体の電気伝導率や熱伝導率のナノスケール測定を行うことで、カーボンナノチューブの伝導性の解明と工学応用を目的として実験を行っている。ナノレベルの伝導性評価には実験試料を組み込んだナノスケールのデバイスを微細加工プロセスを用いて製作することが必須である。そして試料上に金属膜を成膜するプロセスとして、プラズマによる損傷と輻射熱によるレジスト保護膜の損傷を抑制する大型の真空電子銃蒸着装置が不可欠である。そこでターゲット分子上に電極構造を電子線描画装置で製作した後、ADS-E810を利用した金属成膜の技術代行を加工プロセスに組み込んでいる。成膜する金属として、クロムや白金、パラジウムなどの高融点材料を選択している。実験の結果、カーボンナノチューブ上に四端子電極を同加工プロセスで製作した結果、多数のデバイスで単一バンドルレベルの電気伝導率評価を行うことができた。
実験 / Experimental
実験はカーボンナノチューブ１本やそのバンドルをアライメントマークが描画された基板上にスピンコートで低密度に分散させた後、相対位置を走査型電子顕微鏡を用いて特定した後、専用のデザインファイルを用いた電子線描画によって試料上に電極構造を準備した。その後、ADS-E810を用いてパラジウムを60 nm堆積させた後、リフトオフによって電極構造を準備した。
結果と考察 / Results and Discussion
実験の結果、図１に示すように電子線描画前後でターゲット材料であるカーボンナノチューブバンドル１本上に四端子電気伝導測定が可能な電極構造を多数制作することに成功した。そして電気伝導測定の結果、単一バンドルの電気伝導率の評価を行うことを確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Representative SEM images of electrical conductivity measurement devices before and after e-beam lithography and lift-off process
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)
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