【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.11】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM0063

利用課題名 / Title

孤立したカーボンナノチューブの熱電計測

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion

キーワード / Keywords

蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography,光学顕微鏡/ Optical microscope,量子効果/ Quantum effect,熱電材料/ Thermoelectric material,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,環境発電/ Energy Harvesting,熱電発電/ Thermoelctric Power Generation

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)

清水 麻希

所属名 / Affiliation

埼玉大学　大学院理工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

大石竜嗣,小島翔太,橋崎光里

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

渡辺 英一郎　

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-609：電子銃型蒸着装置 [ADS-E86]
NM-610：電子銃型蒸着装置 [RDEB-1206K]
NM-604：マスクレス露光装置 [DL-1000/NC2P]
NM-660：マスクレス露光装置 [MLA150]
NM-601：電子ビーム描画装置 [ELS-F125]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究の目的は、孤立したカーボンナノチューブ(CNT)の熱電特性の測定である。ナノ材料は大きな熱電性能をもつことが知られているがその特性の詳細を明らかにするのはナノサイズの温度計測が難しいため、困難であったが昨年度本研究室でナノダイヤモンドをもちいて熱電性能を測るシステムを開発した。今年度はそのシステムの正確性や精度を検証し、再現をとれるか確認を行った。NIMSにおいて電子ビームリソグラフィを行い蒸着をおこなってCNTに電極を形成し、埼玉大学において測定を行った。

実験 / Experimental

NIMSにおいて大きな電極パッドをマスクレス露光装置(NM-660)で露光し現像後Ti/Auの蒸着（NM-609）を行った。埼玉大学、理研にてCNTの散布とAFMによる位置特定を行った後電極を設計し電子ビームリソグラフィ装置（NM-601）で露光して蒸着(NM-610)を行うことによりCNTに電極を形成した。CNTと電極を形成すると同時に熱電測定に必要な温度差をつけるための局所的なヒータを形成した。電極の上にナノダイヤモンドを配置し、熱電測定を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

今年度は、昨年度と同じように電極形成を行い、NIMSにおいて行ったプロセスは前年度とほぼ同じように行った。局所ヒーターに電流を流した時の温度をナノダイヤモンド中の窒素空孔センタ(NVセンタ)によって計測した。電流による磁場によって温度測定に誤差がでる可能性があるため、その検証を行った。また、局所ヒーターに電流を流した時の起電力の計測を行った。起電力や温度計測において、計測対象以外の不要なCNTによってサンプルの歩留まりがわるくなることがわかり、来年度以降取り除く方法を検討する。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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