SAMURAI - NIMS Researchers Database

HOME > プロフィール > 湯 代明

研究内容

Keywords

electron microscopy, nanomaterials, growth mechanism, mechanical properties, catalysis

In situ electron microscopy

researchPicture

Fabrication of carbon nanotube intramolecular transistors with a ultra-short channel length (2.8 nm), by altering the local helical structure (chirality), using a thermal-mechanical transformation method. Quantum transport is observed at room temperature due to the quantum confinement of the nanochannel.

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

論文
書籍
会議録
口頭発表
その他の文献

所属学会

Materials Research Society (MRS), The Japanese Society of Microscopy, The Fullerenes, Nanotubes, Graphene Research Society (FNTG)

受賞履歴

  • Award for Encouragement of Research in IUMRS-ICA2014 (2014)

外部資金獲得履歴

  • Formation mechanism and transport properties of carbon nanotube molecular junctions by chirality transformation (2023)
  • CNT molecular junction based THz electromechanical systems (2023)
  • Chirality engineering of single-walled carbon nanotubes by in situ TEM probing (2020)
  • Investigations of the strain effects on the mobility of 10-nm Si transistors by in situ TEM (2013)
ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル

カーボンナノチューブ分子接合に基づくナノ・量子デバイス

キーワード

カーボンナノチューブ,分子接合,ナノトランジスター,テラヘルツ検出器,室温量子デバイス,その場電子顕微鏡

概要

高性能なナノ・量子デバイスの作製や、量子情報技術やモノのインターネット(IoT)への応用には、原子構造、電子構造、接合特性を精密に制御することが極めて重要です。従来のリソグラフィー技術では、分子スケールの電気デバイスを作製することは大きな課題となっています。本研究では、その場電子顕微鏡で高温機械的手法により、個々のカーボンナノチューブの分子接合を作製した。その結果、3ナノメートルという短いチャネル長のナノトランジスタが作製された。カーボンナノチューブ分子接合を用いたデバイスは、ナノスケールのサイズと共有結合した界面から、室温での量子センサーやテラヘルツ検出器としての応用が期待される。

新規性・独創性

カーボンナノチューブ分子接合の創製
その場電子顕微鏡で形成メカニズムを解明する
分子レベルナノトランジスタ、室温量子センサー、テラヘルツ検出器への応用

内容

image

本研究では、カーボンナノチューブ分子接合に基づくユニークなナノ・量子デバイスを創製した。カーボンナノチューブ分子接合は、透過型電子顕微鏡内で、高温で加えた機械的歪みによって個々のカーボンナノチューブの局所的なキラリティを変化させることで作製した。この方法を用いて、金属カーボンナノチューブ内に半導体チャネルを形成することにより、ナノトランジスタを作製した。このような分子接合トランジスタを用いると、チャネル長が短く、キラリティに依存した電子特性を持つため、個々の分子にリアルタイムで応答するガスセンサーを設計することができる。また、高弾性率でナノメートルサイズのため、超高共振周波数が得られることから、テラヘルツ波検出への応用も期待される。

まとめ

金属カーボンナノチューブに半導体チャネルを形成し、室温で量子輸送を示す2.8ナノメートルトランジスタを作製した。カーボンナノチューブ分子接合を基にしたナノデバイスは、室温量子センサーやテラヘルツ検出器としての応用が期待される。今後は、カーボンナノチューブ分子接合のウェハースケールでの原子レベルの精密加工に向けた研究も進めていきます。

この機能は所内限定です。
この機能は所内限定です。

▲ページトップへ移動