JP6938013B2 - 半導体型カーボンナノチューブの分離方法および半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
第1の実施形態は、金属型と半導体型とが混在したカーボンナノチューブから、半導体型カーボンナノチューブを分離する方法である。以下、その工程を、図1のフローチャートを参照にして順に説明する。
まず、第1物質、第2物質、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、およびコール酸ナトリウム(SC)を溶媒に混合して、混合溶液を作製する(図1のステップS1)。これらの混合の順序は任意でよい。
ポリプロピレングリコールと、メトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピル化デキストラン、またはデキストランの組み合わせ。
ポリエチレングリコールと、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デキストラン、またはフィコールの組み合わせ。
ポリビニルアルコールと、メチルセルロース、ヒドロキシプロピル化デキストラン、またはデキストランの組み合わせ。
ポリビニルピロリドンと、メチルセルロース、またはデキストランの組み合わせ。
メチルセルロースとヒドロキシプロピル化デキストラン、またはデキストランの組み合わせ。
ヒドロキシエチルセルロースと、デキストランの組み合わせ。
ヒドロキシプロピル化デキストランと、デキストランの組み合わせ。
フィコールと、デキストランの組み合わせ。
デキストラン硫酸ナトリウムと、ポリプロピレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピル化デキストラン、またはデキストランの組み合わせに塩化ナトリウムを添加したもの。
カルボキシメチルデキストランナトリウムと、メトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、またはヒドロキシプロピル化デキストランの組み合わせに塩化ナトリウムを添加したもの。
カルボキシメチルセルロースナトリウムと、ポリプロピレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、またはヒドロキシプロピル化デキストランの組み合わせに塩化ナトリウムを添加したもの。
DEAE−デキストラン塩酸塩と、ポリプロピレングリコールの組み合わせに塩化ナトリウムを添加したもの、DEAE−デキストラン塩酸塩と、ポリエチレングリコールの組み合わせに硫酸リチウムを添加したもの、DEAE−デキストラン塩酸塩と、メチルセルロースまたはポリビニルアルコールの組み合わせ。
デキストラン硫酸ナトリウムと、カルボキシメチルセルロースナトリウム、またはカルボキシメチルデキストランナトリウムの組み合わせ。
カルボキシメチルデキストランナトリウムと、カルボキシメチルセルロースナトリウムの組み合わせ。
デキストラン硫酸ナトリウムと、DEAE−デキストラン塩酸塩の組み合わせに塩化ナトリウムを添加したもの。
ポリプロピレングリコールと、リン酸カリウム、グルコース、またはグリセロールの組み合わせ。
メトキシポリエチレングリコールとリン酸カリウムの組み合わせ。
ポリエチレングリコールとリン酸カリウムの組み合わせ。
ポリビニルピロリドンと、リン酸カリウム、またはブチルグリコールの組み合わせ。
ポリビニルアルコールとブチルグリコールの組み合わせ。
デキストランと、ブチルグリコール、またはプロパノールの組み合わせ。
デキストラン硫酸ナトリウムと塩化ナトリウムの組み合わせ。
次に、混合溶液に、金属型と半導体型が混在したカーボンナノチューブを加えて混合し、攪拌する(図1のステップS2)。カーボンナノチューブは疎水性であるが、界面活性剤であるSDSやSCのミセルに取り込まれることで、混合溶液に溶解する。カーボンナノチューブを加えるタイミングは、混合溶液が第1物質を主として含む第1層と、第2物質を主として含む第2層の2層に分離する前であればよい。このようにしてカーボンナノチューブが分散された分散液を作製する。
次に、分散液を静置し、第1物質を主として含む第1層と、第2物質を主として含む第2層の2層に分離する。なお、分散液が第1層と第2層に分離するまでの時間を短縮するために、遠心分離機を用いて遠心分離してもよい。
第2の実施形態は、半導体型カーボンナノチューブを含む半導体層を有した半導体素子の製造方法である。
11:熱酸化膜
12:半導体層
13:ソース電極
14:ドレイン電極
15:ゲート電極
Claims (9)
- 2相分離する第1物質および第2物質と、ドデシル硫酸ナトリウムと、コール酸ナトリウムと、を溶媒に混合してカーボンナノチューブを含まない混合溶液を作製し、
その後、前記混合溶液に、金属型と半導体型が混在したカーボンナノチューブを加えて混合して分散液を作製し、
前記分散液を、前記第1物質を主として含む第1層と、前記第2物質を主として含む第2層の2層に分離し、それに伴って、半導体型カーボンナノチューブを前記第1層に移動させ、金属型カーボンナノチューブを前記第2層に移動させることにより、半導体型カーボンナノチューブを分離する、
を有することを特徴とする半導体型カーボンナノチューブの分離方法。 - 前記第1物質は、ポリエチレングリコールであり、前記第2物質は、デキストランである、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体型カーボンナノチューブの分離方法。
- 前記ドデシル硫酸ナトリウムと前記コール酸ナトリウムの濃度比により、分離する前記半導体型カーボンナノチューブの純度、長さ、またはカイラリティを制御する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体型カーボンナノチューブの分離方法。
- 前記ドデシル硫酸ナトリウムと前記コール酸ナトリウムの濃度比により、分離する前記半導体型カーボンナノチューブの長さを制御する、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体型カーボンナノチューブの分離方法。
- 前記第1層を抽出することで、前記半導体型カーボンナノチューブを含む分散液を抽出し、その抽出した分散液に、さらに分散剤を加える、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの分離方法。
- カーボンナノチューブを含む半導体層を有した半導体素子の製造方法において、
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの分離方法によって得られた前記第1層を抽出し、その抽出した前記半導体型カーボンナノチューブを含む分散液から、前記第1物質を除去し、その除去された半導体型カーボンナノチューブを用いて前記半導体層を形成する、
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記第1物質の除去は、熱処理によって前記第1物質を熱分解させることにより行う、ことを特徴とする請求項6に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記熱処理は、不活性ガス雰囲気下において、前記不活性ガスを流しながら行う、ことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記溶媒は、水であり、
前記第1物質は、ポリエチレングリコールであり、
前記第1物質の除去は、前記第1層を抽出して得られた前記半導体型カーボンナノチューブを含む分散液に、前記第1物質を可溶なハロゲン系有機溶媒を混合し、前記第1物質を結晶化させて析出させ、
その後、静置または遠心分離により前記分散液の層と前記ハロゲン系有機溶媒の層に分離させ、それらの層間に前記第1物質の結晶の層を形成し、前記分散液の層を抽出することで前記第1物質を除去する、ことを特徴とする請求項6に記載の半導体素子の製造方法。
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