JP2008251961A - カーボンナノチューブデバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高密度のカーボンナノチューブ束を得ることができるカーボンナノチューブデバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ＴｉＮ膜１２上に複数のＣｏ粒子１３を１層分程度分散させ、Ｃｏ粒子１３を覆うＣｏ膜をＴｉＮ膜１２上に形成する。次いで、熱ＣＶＤ法により繊維状のカーボンナノチューブ１７の束を形成する。この時、Ｃｏ膜１４はその形態を維持せずに凝集し、新たなＣｏ粒子１５が形成される。この結果、笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じる。笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じると、この隙間に原料が供給されることとなり、Ｃｏ粒子１３を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束が根元成長様式で成長し、Ｃｏ粒子１５を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束が先端成長様式で成長する。つまり、Ｃｏ粒子１３からカーボンナノチューブ１７が伸び、Ｃｏ粒子１５からもカーボンナノチューブ１７が伸びる。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】ＴｉＮ膜１２上に複数のＣｏ粒子１３を１層分程度分散させ、Ｃｏ粒子１３を覆うＣｏ膜をＴｉＮ膜１２上に形成する。次いで、熱ＣＶＤ法により繊維状のカーボンナノチューブ１７の束を形成する。この時、Ｃｏ膜１４はその形態を維持せずに凝集し、新たなＣｏ粒子１５が形成される。この結果、笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じる。笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じると、この隙間に原料が供給されることとなり、Ｃｏ粒子１３を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束が根元成長様式で成長し、Ｃｏ粒子１５を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束が先端成長様式で成長する。つまり、Ｃｏ粒子１３からカーボンナノチューブ１７が伸び、Ｃｏ粒子１５からもカーボンナノチューブ１７が伸びる。
【選択図】図１Ｃ
Description
本発明は、カーボンナノチューブの高密度化を図ったカーボンナノチューブデバイス及びその製造方法に関する。
無線通信において情報を送信する携帯電話基地局等の高出力増幅器では、出力源である高出力トランジスタの発熱量が大きくなるため、放熱性が非常に重要となっている。放熱性の確保のために、例えばフェイスアップ構造とよばれる構造が採用されている。フェイスアップ構造では、高出力トランジスタのチップがパッケージに直接接合されている。このため、熱がパッケージを介して放出される。
しかし、フェイスアップ構造では、チップの電極とパッケージの電極とが金ワイヤで繋がれている。このため、電極間のインダクタンスが高く、高周波化に伴って増幅率が低下してしまう。
そこで、チップの電極とパッケージの電極とがカーボンナノチューブの束からなるバンプで繋がれた構造が提案されている（非特許文献１）。この構造では、フェイスアップ構造とは、チップの表裏が反転している。カーボンナノチューブは優れた放熱性及び高い導電性を具えている。また、カーボンナノチューブを用いることにより、インダクタンスの低減が可能である。このため、フェイスアップ構造と同等の放熱性を確保することができ、また、２ＧＨｚの周波数帯域において、フェイスアップ構造よりも増幅率を１０デシベル（ｄＢ）程度向上させることができる。
但し、第４世代以降の携帯電話用の基地局には、更なる高周波（３ＧＨｚ以上）での出力の保持（１０ｄＢ）及び放熱性が要求される。この要求に応えるためには、バンプを構成するカーボンナノチューブの密度を１０11本／ｃｍ2程度とする必要があるが、現状の密度は１０10本／ｃｍ2のオーダーである。従って、非特許文献１に記載された技術では、今後の要求に応えることはできない。
また、ＬＳＩのビア配線等においても、カーボンナノチューブの高密度化の要請がある（非特許文献２）。つまり、今後の導電材料としてカーボンナノチューブは着目されており、その高密度化の要請が種々の分野において生じているのである。
しかしながら、カーボンナノチューブに関する研究は、未だ十分にされているとはいえず、その高密度化も十分ではない。カーボンナノチューブの形成に当たっては、触媒として金属微粒子を用いているが、例え金属微粒子を最密に配置したとしても、これらのすべてからカーボンナノチューブが成長することはなく、従来の技術では、十分な密度は得られていない。金属微粒子の凝集及び死活化等が生じてしまい、個数にして１０％程度の金属微粒子からしかカーボンナノチューブが成長しないのである。
本発明の目的は、高密度のカーボンナノチューブ束を得ることができるカーボンナノチューブデバイス及びその製造方法を提供することにある。
本願発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明に想到した。
本発明に係るカーボンナノチューブデバイスには、基材と、前記基材から伸びた第１のカーボンナノチューブ群と、が設けられている。更に、前記第１のカーボンナノチューブ群の先端に形成されたカーボンナノチューブ結合部と、前記カーボンナノチューブ結合部から前記基材に向けて伸び、前記基材との結合部を有する第２のカーボンナノチューブ群と、が設けられている。
本発明に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法では、基材上に複数の触媒粒子を分散し、その後、前記触媒粒子を覆う触媒膜を形成する。次に、前記触媒膜を凝集させ、そこから前記基材に向けて伸びる第２のカーボンナノチューブ群を形成すると共に、前記触媒粒子から伸びる第１のカーボンナノチューブ群を形成する。
本発明によれば、第１のカーボンナノチューブと第２のカーボンナノチューブが互いに独立して形成され、これらが混合されているため、高い密度のカーボンナノチューブの束を得ることができる。
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明の第１の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明の第１の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
先ず、図１Ａに示すように、シリコン基板１上にチタンナイトライド（ＴｉＮ）膜１２を形成する。ＴｉＮ膜１２の厚さは、５ｎｍ程度とする。ＴｉＮ膜１２はカーボンナノチューブに対するサポート材料膜として機能する。
次に、図１Ｂに示すように、ＴｉＮ膜１２上に複数のＣｏ粒子１３を１層分程度分散させる。Ｃｏ粒子１３の平均粒径は、３．８ｎｍ程度とする。次いで、スパッタ法等によりＣｏ粒子１３を覆うＣｏ膜１４をＴｉＮ膜１２上に形成する。Ｃｏ膜１４の厚さは、２．６ｎｍ程度とする。Ｃｏ粒子１３及びＣｏ膜１４はカーボンナノチューブに対する触媒粒子及び触媒膜として機能する。なお、Ｃｏ膜１４の形成前に、Ｃｏ粒子１３の表面に自然酸化膜が形成される。
次いで、図１Ｃに示すように、ＣＶＤ炉において、熱ＣＶＤ法により繊維状のカーボンナノチューブ１７の束を形成する。この時、シリコン基板１１の温度は５１０℃程度とし、ＣＶＤ炉内にアセチレン及びアルゴンの混合ガスを２００ｓｃｃｍ程度の流量で導入する。なお、アセチレン及びアルゴンの割合は、１０体積％のアセチレンに対しアルゴンを９０体積％とする。また、ＣＶＤ炉内の圧力は１ｋＰａ程度とする。
本実施形態では、Ｃｏ粒子１３がＣｏ膜１４に覆われているため、初期段階からカーボンナノチューブ１７が成長するのではなく、先ず、Ｃｏ膜１４を起点として、笠型のカーボンナノチューブからなる笠部１６が成長する。この時、Ｃｏ膜１４はその形態を維持せずに、図１Ｃに示すように凝集し、新たなＣｏ粒子１５が形成される。この結果、笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じる。なお、Ｃｏ粒子１３の表面には、上述のように自然酸化膜が存在しているため、Ｃｏ粒子１３がＣｏ膜１４と凝集することはない。そして、笠部１６とＣｏ粒子１３との間に隙間が生じると、この隙間に原料が供給されることとなり、Ｃｏ粒子１３を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束（第１のカーボンナノチューブ群）が根元成長様式で成長し、Ｃｏ粒子１５を起点として繊維状のカーボンナノチューブ１７の束（第２のカーボンナノチューブ群）が先端成長様式で成長する。つまり、Ｃｏ粒子１３から上方に向けてカーボンナノチューブ１７が伸び、Ｃｏ粒子１５から下方に向けてカーボンナノチューブ１７が伸びる。この結果、笠部１６により複数のカーボンナノチューブが結合される。また、Ｃｏ粒子１５を起点とするカーボンナノチューブ１７の束はＴｉＮ膜１２まで伸び、ここに結合部が形成される。なお、図１Ｃに示すように、複数のＣｏ粒子１３の一部は死活化し、そこからのカーボンナノチューブ１７の成長は生じないこともある。
その後、カーボンナノチューブ１７を加工したり、これらに他の電子部品を接続したりする。
このような第１の実施形態によれば、先端成長様式及び根元成長様式を併用してカーボンナノチューブを成長させることができる。そして、これらの成長は、互いに独立しており、他方から干渉を受けることはない。従って、従来の方法と比較して高密度のカーボンナノチューブ１７の束を得ることができる。このため、非特許文献１に記載されているような高出力増幅器のバンプとして用いた場合には、第４世代以降の携帯電話用の基地局に要求されている高周波（３ＧＨｚ以上）での出力の保持（１０ｄＢ）及び放熱性を満たすことが可能となる。
なお、ＴｉＮ膜１２の形成、Ｃｏ粒子１３の分散及びＣｏ膜１４の形成の際には、例えばリフトオフ法を採用する。つまり、所望のデバイスの形状に沿った開口部を有するレジストパターンを用いて、スパッタリング法等によるＴｉＮ膜１２の形成、Ｃｏ粒子１３の分散及びＣｏ膜１４の形成を行い、その後、レジストパターンを、その上に存在するＴｉ膜１２、Ｃｏ粒子１３及びＣｏ膜１４ごと除去する。この結果、レジストパターンの開口部に整合する部分のみにＴｉＮ膜１２、Ｃｏ粒子１３及びＣｏ膜１４が残る。但し、カーボンナノチューブ１７の形成条件によっては、カーボンナノチューブ１７は、その下にＴｉＮ膜１２がないＣｏ粒子１３及びＣｏ膜１４からは成長しない。つまり、ＴｉＮ膜１２の形成にリフトオフ法を採用することにより、ＴｉＮ膜１２を所望の箇所のみに残存させておけば、Ｃｏ粒子１３の分散及びＣｏ膜１４の形成の際にリフトオフ法を採用せずともカーボンナノチューブ１７を選択成長させることは可能である。従って、Ｃｏ粒子１３及びＣｏ膜１４が残っても他の問題が生じない場合には、Ｃｏ粒子１３の分散及びＣｏ膜１４の形成にリフトオフ法を採用しなくてもよい。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、カーボンナノチューブの束を高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：high electron mobility transistor）用のバンプに用いる。図２Ａ乃至図２Ｄは、本発明の第２の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す断面図であり、図３Ａ乃至図３Ｃは、本発明の第２の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す模式図である。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、カーボンナノチューブの束を高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：high electron mobility transistor）用のバンプに用いる。図２Ａ乃至図２Ｄは、本発明の第２の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す断面図であり、図３Ａ乃至図３Ｃは、本発明の第２の実施形態に係るカーボンナノチューブデバイスの製造方法を工程順に示す模式図である。
先ず、図２Ａ及び図３Ａに示すように、ＡｌＮ基板２１の表面に選択的に、Ａｕ又はＣｕ等からなる下部電極等の電極２２を形成する。電極２２は、例えばリソグラフィー等により形成することができる。
次に、図２Ｂに示すように、電極２２上にＴａ膜２３及びＴｉＮ膜２４をこの順で形成する。Ｔａ膜２３の厚さは、１５ｎｍ程度とし、ＴｉＮ膜２４の厚さは、５ｎｍ程度とする。Ｔａ膜２３は電極２２に対する拡散防止膜として機能し、ＴｉＮ膜２４はカーボンナノチューブに対するサポート材料膜として機能する。また、Ｔａ膜２３及びＴｉＮ膜２４は、電極の一部としても機能する。次いで、ＴｉＮ膜２４上に複数のＣｏ粒子２５を１層分程度分散させる。Ｃｏ粒子２５の平均粒径は、３．８ｎｍ程度とする。その後、スパッタ法等によりＣｏ粒子２５を覆うＣｏ膜２６をＴｉＮ膜２４上に形成する。Ｃｏ膜２６の厚さは、２．６ｎｍ程度とする。Ｃｏ粒子２５及びＣｏ膜２６はカーボンナノチューブに対する触媒粒子及び触媒膜として機能する。なお、Ｔａ膜２３の形成、ＴｉＮ膜２４の形成、Ｃｏ粒子２５の分散及びＣｏ膜２６の形成に当たっては、例えばリフトオフ法を採用する。つまり、少なくとも電極２２を露出する開口部を有するレジストパターンを用いて、Ｔａ膜２３の形成、ＴｉＮ膜２４の形成、Ｃｏ粒子２５の分散及びＣｏ膜２６の形成を行い、その後、レジストパターンを、その上に存在するＴａ膜２３、ＴｉＮ膜２４、Ｃｏ粒子２５及びＣｏ膜２６ごと除去する。このようにして、図３Ｂに示すように、バンプ基部３１が電極２２上に選択的に形成される。なお、Ｃｏ膜２６の形成前に、Ｃｏ粒子２５の表面に自然酸化膜が形成される。
続いて、図２Ｃに示すように、ＣＶＤ炉において、熱ＣＶＤ法により繊維状のカーボンナノチューブ２９の束を形成する。この時、シリコン基板２１の温度は５１０℃程度とし、ＣＶＤ炉内にアセチレン及びアルゴンの混合ガスを２００ｓｃｃｍ程度の流量で導入する。なお、アセチレン及びアルゴンの割合は、１０体積％のアセチレンに対しアルゴンを９０体積％とする。また、ＣＶＤ炉内の圧力は１ｋＰａ程度とする。また、時間制御等により、繊維状のカーボンナノチューブ２９の高さは１５μｍ〜２０μｍ程度とする。
本実施形態でも、Ｃｏ粒子２５がＣｏ膜２６に覆われているため、初期段階からカーボンナノチューブ２９が成長するのではなく、先ず、Ｃｏ膜２６を起点として、笠型のカーボンナノチューブからなる笠部２８が成長する。この時、Ｃｏ膜２６はその形態を維持せずに、図２Ｃに示すように凝集し、新たなＣｏ粒子２７が形成される。この結果、笠部２８とＣｏ粒子２５との間に隙間が生じる。なお、Ｃｏ粒子２５の表面には、上述のように自然酸化膜が存在しているため、Ｃｏ粒子２５がＣｏ膜２６と凝集することはない。そして、笠部２８とＣｏ粒子２５との間に隙間が生じると、この隙間に原料が供給されることとなり、Ｃｏ粒子２５を起点として繊維状のカーボンナノチューブ２９の束（第１のカーボンナノチューブ群）が根元成長様式で成長し、Ｃｏ粒子２７を起点として繊維状のカーボンナノチューブ２９の束（第２のカーボンナノチューブ群）が先端成長様式で成長する。つまり、Ｃｏ粒子２５から上方に向けてカーボンナノチューブ２９が伸び、Ｃｏ粒子２７から下方に向けてカーボンナノチューブ２９が伸びる。この結果、笠部２８により複数のカーボンナノチューブが結合される。また、Ｃｏ粒子２７を起点とするカーボンナノチューブ２９の束はＴｉＮ膜２４まで伸び、ここに結合部が形成される。なお、図２Ｃに示すように、複数のＣｏ粒子２５の一部は死活化し、そこからのカーボンナノチューブ２９の成長は生じないこともある。
その後、図２Ｄ及び図３Ｃに示すように、カーボンナノチューブ２９の束の表面に、めっき法等によりＡｕ膜３０を形成する。このようにして、バンプが形成される。このバンプ上には、例えば、非特許文献１に記載されているように、ＨＥＭＴのゲート、ソース及びドレインの各パッドが接続され、高出力増幅器が得られる。
このような第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２の実施形態を高出力増幅器に適用した場合には、高い放熱性を維持しながら、インダクタンスをより一層低減することができる。
なお、上述のカーボンナノチューブ２９の形成条件では、カーボンナノチューブ２９は、その下にＴａ膜２３及びＴｉＮ膜２４がないＣｏ粒子２５及びＣｏ膜２６からは成長しないことがある。つまり、Ｔａ膜２３及びＴｉＮ膜２４を所望の箇所のみに残存させておけば、Ｃｏ粒子２５の分散及びＣｏ膜２６の形成の際にリフトオフ法を採用せずともカーボンナノチューブ２９を選択成長させることは可能である。従って、Ｃｏ粒子２５及びＣｏ膜２６が残っても他の問題が生じない場合には、Ｃｏ粒子２５の分散及びＣｏ膜２６の形成にリフトオフ法を採用しなくてもよい。
なお、触媒として、Ｃｏの他に、Ｎｉ及びＦｅ等を用いてもよい。また、これら同士の合金を用いてもよい。更に、これらと、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ、Ｍｏ（モリブデン）及びＡｌ（アルミ二ウム）等のカーボンナノチューブの成長をサポートする作用を有する金属との合金を用いてもよい。このような合金としては、例えば、ＴｉＣｏ（チタンコバルト）、ＭｏＣｏ（モリブデンコバルト）、ＣｏＮｉ(コバルトニッケル)、ＴｉＮｉ（チタンニッケル）及びＡｌＦｅ（アルミ二ウム鉄）等が挙げられる。また、カーボンナノチューブの成長をサポートする作用を有する材料として、酸化アルミニウム、酸化チタン、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）、ＴａＮ（タンタルナイトライド）、ＨｆＮ（ハフニウムナイトライド）等を用いてもよい。但し、酸化アルミニウム及び酸化チタン等からなる絶縁膜を用いる場合には、それを挟む膜等の間の導電性を確保できる厚さにする。
また、触媒膜の形成方法はスパッタ法に限定されず、電子ビーム蒸着法及び分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等を採用してもよい。更に、触媒粒子の分級は、例えば、微分型静電分級器（ＤＭＡ）又はインパクタ等を用いて行うことができる。微分型静電分級器は、例えば「S. Sato, Chemical Physics Letters, 2005, vol. 402, p.149」及び「S. Sato, Chemical Physics Letters, 2003, vol. 382, p.361」等に記載されている。また、インパクタは、例えば「S. Sato et al., Proc. IEEE International Interconnect Technology Conference 2006, p230」に記載されている。
また、カーボンナノチューブの形成条件は、上述のものに限定されない。例えば、シリコン基板２１の温度を４００℃乃至４５０℃程度とし、上記の混合ガスを更にアルゴンにより希釈したものを導入してもよい。この場合、例えば、上記の混合ガスの流量を０．５ｓｃｃｍとし、アルゴンの流量を１０００ｓｃｃｍとする。つまり、上記の混合ガスを０．０５％に希釈する。また、ＣＶＤ炉内の圧力は１ｋＰａ程度のままでよい。
なお、笠状のカーボンナノチューブを安定して形成するために、Ｃｏ膜の厚さは１．５ｎｍ〜４．５ｎｍとすることが好ましく、ＴｉＮ膜の厚さは２．５ｎｍ〜１５ｎｍ程度とすることが好ましく、基板の温度は３８０℃〜５８０℃程度とすることが好ましい。また、上述のように、混合ガスをアルゴンで希釈する場合には、その希釈は０．０１％以上とすることが好ましい。条件がこれらの範囲から外れると、笠状のカーボンナノチューブの形成が困難になる場合がある。
また、カーボンナノチューブの形成方法は熱ＣＶＤ法に限定されない。例えば、ホットフィラメントＣＶＤ法、リモートプラズマＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を採用してもよい。また、原料ガスとして、アセチレンの他に、メタン及びエチレン等の炭化水素系ガスを用いてもよく、炭化水素系ガスを含む混合ガスを用いてもよい。更に、原料ガスとして、エタノール等のアルコール系ガスを用いてもよく、二酸化炭素等を用いてもよい。また、カーボンナノチューブとしては、多層カーボンナノチューブを形成することが好ましい。多層カーボンナノチューブは高い導電性を示すが、単層カーボンナノチューブを形成する場合には、半導体的な性質を有するものと導電性を示す金属的な性質を有するものとの２種類が混在するからである。但し、金属的な性質を有する単層カーボンナノチューブの存在比率が支配的になる場合には、単層カーボンナノチューブを形成してもよい。
ここで、本願発明者が行った実験について説明する。この実験では、第１の実施形態に沿ってカーボンナノチューブを成長させ、その電子顕微鏡観察を行った（実施例）。また、比較のために、Ｃｏ粒子を用いずにＣｏ膜のみを用いてカーボンナノチューブを成長させ、その電子顕微鏡観察も行った（比較例）。実施例の顕微鏡写真を図４に示し、比較例の顕微鏡写真を図５に示す。
図４及び図５に示すように、実施例において比較例よりもカーボンナノチューブを高い密度で成長させることができた。実施例では、１００ｎｍの範囲内に平均で４．５本のカーボンナノチューブが存在した。これは、２．０×１０11本／ｃｍ2の密度に相当する。一方、比較例では、１００ｎｍの範囲内に平均で２．４本のカーボンナノチューブが存在した。これは、５．８×１０10本／ｃｍ2の密度に相当する。
なお、本発明は、高出力増幅器以外の電子デバイスにも適用することが可能である。例えば、ＬＳＩのビア配線及び放熱シート等に適用してもよい。
また、特許文献１には、触媒としてＰｔ膜及びＣｏ膜を用いることが記載されているが、触媒粒子と触媒膜との組み合わせに関する記載はない。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
基材と、
前記基材から伸びた第１のカーボンナノチューブ群と、
前記第１のカーボンナノチューブ群の先端に形成されたカーボンナノチューブ結合部と、
前記カーボンナノチューブ結合部から前記基材に向けて伸び、前記基材との結合部を有する第２のカーボンナノチューブ群と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイス。
基材と、
前記基材から伸びた第１のカーボンナノチューブ群と、
前記第１のカーボンナノチューブ群の先端に形成されたカーボンナノチューブ結合部と、
前記カーボンナノチューブ結合部から前記基材に向けて伸び、前記基材との結合部を有する第２のカーボンナノチューブ群と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイス。
（付記２）
前記第１のカーボンナノチューブ群の起点として前記基材上に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする付記１に記載のカーボンナノチューブデバイス。
前記第１のカーボンナノチューブ群の起点として前記基材上に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする付記１に記載のカーボンナノチューブデバイス。
（付記３）
前記第２のカーボンナノチューブ群の起点として前記カーボンナノチューブ結合部内に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする付記１又は２に記載のカーボンナノチューブデバイス。
前記第２のカーボンナノチューブ群の起点として前記カーボンナノチューブ結合部内に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする付記１又は２に記載のカーボンナノチューブデバイス。
（付記４）
前記触媒粒子は、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする付記２又は３に記載のカーボンナノチューブデバイス。
前記触媒粒子は、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする付記２又は３に記載のカーボンナノチューブデバイス。
（付記５）
前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群は、多層カーボンナノチューブの束であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイス。
前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群は、多層カーボンナノチューブの束であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイス。
（付記６）
前記カーボンナノチューブ結合部は、笠型の形状を有することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイス。
前記カーボンナノチューブ結合部は、笠型の形状を有することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイス。
（付記７）
基材上に複数の触媒粒子を分散する工程と、
前記触媒粒子を覆う触媒膜を形成する工程と、
前記触媒膜を凝集させ、そこから前記基材に向けて伸びる第２のカーボンナノチューブ群を形成すると共に、前記触媒粒子から伸びる第１のカーボンナノチューブ群を形成する工程と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
基材上に複数の触媒粒子を分散する工程と、
前記触媒粒子を覆う触媒膜を形成する工程と、
前記触媒膜を凝集させ、そこから前記基材に向けて伸びる第２のカーボンナノチューブ群を形成すると共に、前記触媒粒子から伸びる第１のカーボンナノチューブ群を形成する工程と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
（付記８）
前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群として、多層カーボンナノチューブの束を形成することを特徴とする付記７に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群として、多層カーボンナノチューブの束を形成することを特徴とする付記７に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
（付記９）
前記触媒粒子として、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むものを用いることを特徴とする付記７又は８に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
前記触媒粒子として、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むものを用いることを特徴とする付記７又は８に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
（付記１０）
前記触媒膜として、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むものを用いることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
前記触媒膜として、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含むものを用いることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
１１：シリコン基板
１２：ＴｉＮ膜
１３：Ｃｏ粒子
１４：Ｃｏ膜
１５：Ｃｏ粒子
１６：笠部
１７：カーボンナノチューブ
２１：ＡｌＮ基板
２２：電極
２３：Ｔａ膜
２４：ＴｉＮ膜
２５：Ｃｏ粒子
２６：Ｃｏ膜
２７：Ｃｏ粒子
２８：笠部
２９：カーボンナノチューブ
３０：Ａｕ膜
１２：ＴｉＮ膜
１３：Ｃｏ粒子
１４：Ｃｏ膜
１５：Ｃｏ粒子
１６：笠部
１７：カーボンナノチューブ
２１：ＡｌＮ基板
２２：電極
２３：Ｔａ膜
２４：ＴｉＮ膜
２５：Ｃｏ粒子
２６：Ｃｏ膜
２７：Ｃｏ粒子
２８：笠部
２９：カーボンナノチューブ
３０：Ａｕ膜
Claims (6)
- 基材と、
前記基材から伸びた第１のカーボンナノチューブ群と、
前記第１のカーボンナノチューブ群の先端に形成されたカーボンナノチューブ結合部と、
前記カーボンナノチューブ結合部から前記基材に向けて伸び、前記基材との結合部を有する第２のカーボンナノチューブ群と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイス。 - 前記第１のカーボンナノチューブ群の起点として前記基材上に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブデバイス。
- 前記第２のカーボンナノチューブ群の起点として前記カーボンナノチューブ結合部内に分散した複数の触媒粒子を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブデバイス。
- 前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群は、多層カーボンナノチューブの束であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブデバイス。
- 基材上に複数の触媒粒子を分散する工程と、
前記触媒粒子を覆う触媒膜を形成する工程と、
前記触媒膜を凝集させ、そこから前記基材に向けて伸びる第２のカーボンナノチューブ群を形成すると共に、前記触媒粒子から伸びる第１のカーボンナノチューブ群を形成する工程と、
を有することを特徴とするカーボンナノチューブデバイスの製造方法。 - 前記第１及び第２のカーボンナノチューブ群として、多層カーボンナノチューブの束を形成することを特徴とする請求項５に記載のカーボンナノチューブデバイスの製造方法。
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