JP4766895B2 - カーボンナノウォールデバイス - Google Patents
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Description
また、炭素六角網面であるグラフェンシートを筒形状にしたカーボンナノホーンの集合体を分散させた分散液を基材上に供給し、分散液のみを除去することによりカーボンナノホーンの集合体を基板に配置し、その後、カーボンナノホーンの集合体の一部または全部を固定材料に被覆させてナノホーン担持体を形成する技術が知られている(特許文献4)。
カーボンナノウォールは、グラフェンシートが延設されたグラフェンシート面方向において互いに離間して設けられた第1メイン電極および第2メイン電極と、第1メイン電極と第2メイン電極との間における電子伝導を制御する制御電極とを備えていることを特徴とするものである。カーボンナノウォールは、カーボンつまり複数の炭素原子を網状に結合させて構成した炭素六角網面で形成された複数のグラフェンシートが壁状に立体成長したナノスケール構造物である。カーボンが立体的に成長した多数の壁は、例えば花びら状態、並走状態等に形成することができる(図5,図7参照)。カーボンナノウォールにおいては、壁は、グラフェンシート(複数の炭素原子を網状に結合させて構成した炭素六角網面)を基材として形成されているため、良好なる伝導性を有する。殊に、平板状に模擬されるグラフェンシート(複数の炭素原子を網状に結合させて構成した炭素六角網面)が延設されている方向における良好な伝導性が得られる。
試験例1は、実施例1を具体化したものであり、ヘテロ原子を含まないカーボンナノウォールを製造する例である。試験例1として、図1に示すプラズマCVD装置1を用い、シリコンで形成された基板2をチャンバー室10内に配置した状態で、基板2に対して平行な平板電極18と基板2との間に、炭化源原料ガス(C2F6)を第1導入管12から導入すると共に、水素ガス(H2)を第2導入管13から導入した。この場合、基板2をヒータ19により約500℃に加熱した。平板電極18と基板2との間の距離は5センチメートルであり、プラズマ発生源14の出力電力は、13.56MHz、100Wとし、容量結合型のプラズマを平板電極18と基板2との間の発生させた。また、水素ガス(H2)を第2導入管13に導入し、誘導型のプラズマ発生源16により、第2導入管13内に誘導結合型のプラズマを発生させた。この場合、高周波出力装置15の出力は、13.56MHz、400Wとした。水素ラジカルを生成させる部位は、第2導入管13(長さ200ミリメートル、内径26ミリメートル)である。このようにラジカルを用いるプラズマCVD法により、カーボンナノウォールをシリコン製の基板2に堆積させた。また、炭化源原料ガスの流量は15sccmとし、水素ガス(H2)の流量は30sccmとした。チャンバー室10内の圧力は100mTorrとした。
試験例2は、実施例2を具体化したものであり、ヘテロ原子を含むカーボンナノウォールを製造する例である。試験例2は基本的には試験例1と同様である。試験例2として、図1に示すプラズマCVD装置1を用い、シリコンで形成された基板2をチャンバー室10内に配置した状態で、基板2と平板電極18との間に、炭化源原料ガス(C2F6)を第1導入管12から導入する。この場合、基板2をヒータ19により約500℃に加熱した。平板電極18と基板2との間の距離は5センチメートルであり、プラズマ発生源14の出力電力は、13.56MHz、100Wとし、容量結合型のプラズマを平板電極18と基板2との間に発生させた。また、水素ガス(H2)と窒素ガス(N2)とを第2導入管13からチャンバー室10に導入し、高周波出力装置15により、第2導入管13内に誘導結合型プラズマを発生させた。この場合、高周波出力装置15の出力は、13.56MHz、400Wとした。水素ラジカル、窒素ラジカルを生成させる部位は第2導入管13内である。このようなラジカルを利用するプラズマCVD法により、窒素をドープしたカーボンナノウォールをシリコン製の基板2に堆積させた。
Claims (7)
- 表面をもつ基体と、
複数の炭素原子を網状に結合させて構成した炭素六角網面で形成された平板状に模擬される複数のグラフェンシートをこれの厚み方向に積層させると共に前記基体の前記表面に対して立つ方向に設けて立壁状に形成されたカーボンナノウォールとを有しており、
前記カーボンナノウォールは、前記グラフェンシートが延設されたグラフェンシート面方向において互いに離間して設けられた第1メイン電極および第2メイン電極と、前記第1メイン電極と前記第2メイン電極との間における電子伝導を制御する制御電極とを備えていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。 - 請求項1において、前記第1メイン電極はソース電極であり、前記第2メイン電極はドレイン電極であり、前記制御電極はゲート電極であることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
- 請求項1または2において、前記カーボンナノウォールは、前記カーボンナノウォールの一側面において当該一側面における他の部分よりも部分的に前記カーボンナノウォールの外方に向けて凸状に突出するように形成された凸状部を有しており、前記第1メイン電極、前記第2メイン電極、前記制御電極は前記凸状部に形成されていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
- 請求項1〜3のうちのいずれか一項において、前記カーボンナノウォールはn型半導体領域および/またはp型半導体領域を備えていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
- 請求項4において、前記n型半導体領域は、n型不純物がカーボンナノウォールにドープされて形成されていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
- 請求項4において、前記p型半導体領域はp型不純物がカーボンナノウォールにドープされて形成されていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
- 導電性をもつ伝導領域をもつキャパシタに適用されるデバイスであり、
前記伝導領域は、誘電物質相を挟む導電性をもつ第1電極と第2電極とを備えており、前記第1電極および前記第2電極のうちの少なくとも一方は、炭素原子を網状に結合させて構成した炭素六角網面で形成された平板状に模擬される複数のグラフェンシートをこれの厚み方向に積層させると共に前記一方の表面に対して立つ方向に設けて立壁状に形成されたカーボンナノウォールで形成されていることを特徴とするカーボンナノウォールデバイス。
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