第Ⅰ部 基礎編 1 |
1 カーボンナノチューブの構造,電子状態 斎藤理一郎 |
1.1 カーボンナノチューブの概要 2 |
1.2 単層ナノチューブの立体構造 8 |
1.3 ナノチューブの電子構造 13 |
2 カーボンナノチューブの合成実験の基礎 篠原久典 |
2.1 アーク放電法によるカーボンナノチューブの合成 23 |
2.2 レーザー蒸発法による単層カーボンナノチューブの合成 29 |
2.3 気相化学蒸着法(CVD)法によるカーボンナノチューブの合成 31 |
2.4 その他のカーボンナノチューブ合成法 36 |
2.5 ピーボットの合成法 37 |
3 カーボンナノチューブヘの単一電子注入 春山純志 |
3.1 単一電子トンネリングとは何か 41 |
3.2 カーボンナノチューブヘの単一電子注入の実験の概要 52 |
4 ナノチューブトランジスタの製作と評価 水谷孝 |
4.1 はじめに 62 |
4.2 ナノチューブFETの製作 62 |
4.3 ナノチューブFETの特性 64 |
4.4 電流制御機構 67 |
4.5 ナノチューブFETの伝導形の制御 71 |
4.6 電子/正孔の同時注入と発光 71 |
4.7 ナノチューブFETにおけるバリスティック伝導の可能性 72 |
4.8 ナノチューブFETのサブスレッショルド係数 74 |
4.9 ナノチューブFETを用いたインバーター回路 74 |
5 カーボンナノチューブの光学的性質と電気伝導の理論 安藤恒也 |
5.1 はじめに 78 |
5.2 カーボンナノチューブの電子状態 78 |
5.3 光スペクトルと励起子効果 83 |
5.4 電気伝導 87 |
5.5 おわりに 95 |
6 透過型電子顕微鏡による実験方法とそれに関連する技術 末永和知 |
6.1 電子顕微鏡の使い方と得られる情報 97 |
6.2 電顕観察用カーボンナノチューブ試料の準備 99 |
6.3 電子顕微鏡観察の実際 100 |
6.4 電子線回折法によるカイラリティの決定 102 |
6.5 高分解能像によるピーポッド構造の直接観察 104 |
6.6 電子分光法によるピーポッド内金属単原子の元素分析 105 |
7 ナノチューブの光物性の基礎と非線形光学 市田正夫,中村新男 |
7.1 ナノチューブの光学遷移 107 |
7.2 光学測定用試料 109 |
7.3 吸収スペクトルとラマンスペクトル 110 |
7.4 光学スペクトルの偏光特性 112 |
7.5 ナノチューブの励起子効果 113 |
7.6 ナノチューブの発光 116 |
7.7 非線形光学応答と緩和ダイナミクス 117 |
8 単層ナノチューブの生成機構と分子シミュレーション 丸山茂夫 |
8.1 生成機構モデル 120 |
8.2 分子シミュレーション 123 |
第II部 応用編 133 |
9 走査型プローブ顕微鏡探針の製作と応用 中山喜萬 |
9.1 はじめに 134 |
9.2 走査型プローブ顕微鏡の概要 135 |
9.3 ナノチューブは究極の探針材料 137 |
9.4 ナノチューブ探針の製作 138 |
9.5 ナノチューブ探針によって何が新しく見えたか 140 |
9.6 ナノチューブピンセットとナノマニピュレーション 145 |
9.7 おわりに 147 |
10 工業的製造法とその課題 吉川正人 |
10.1 工業的製造に関する留意点 148 |
10.2 CNTの工業的製造法とその課題 151 |
10.3 工業的製造法今後の展望 156 |
11 カーボンナノチューブにおける電界放出現象とその応用 畑浩一,斎藤弥八 |
11.1 電界放出顕微鏡法 159 |
11.2 CNTの電子放出像 160 |
11.3 単一五員環からの電界放出電子のエネルギー分布 164 |
11.4 単一五員環から放出された電子線の輝度 165 |
11.5 ディスプレイデバイスへの応用 166 |
12 カーボンナノチューブのドーピングと物性 岩佐義宏 |
12.1 ドーピングとは何か 170 |
12.2 どれだけアルカリ金属をドープできるか 171 |
12.3 アルカリ金属はどこにどのようにドープされるか 174 |
12.4 アルカリ金属ドープによるSWNTの電子状態の変化 177 |
12.5 まとめ 180 |
13 ナノチューブの第一原理計算からわかる物性 宮本良之 |
13.1 はじめに 181 |
13.2 第一原理計算によるアプローチ(密度汎関数理論) 181 |
13.3 第一原理計算でナノチューブのどこを攻めるべきか? 184 |
13.4 おわりに(ナノチューブ以降の新しい分野を切り開く準備) 189 |
14 ナノチューブの輸送特性の実験 神田晶申 |
14.1 電気伝導測定の概要 191 |
14.2 単層ナノチューブの電気伝導 195 |
14.3 多層ナノチューブの電気伝導 200 |
14.4 まとめ 203 |
15 単層カーボンナノチューブの生成機構と制御 湯田坂雅子 |
15.1 はじめに 205 |
15.2 金属触媒とSWNT生成量 206 |
15.3 金属触媒のグラフアイト化作用 207 |
15.4 金属触媒とグラフアイトとの相互作用 209 |
15.5 金属のSWNT生成触媒としての能力を決める要因 210 |
15.6 SWNT生成過程の直接観察 211 |
15.7 カイラリテイ制御の可能性 212 |
15.8 金属を用いないSWNT生成 215 |
16 カーボンナノチューブの配線技術 粟野祐二 |
16.1 はじめに 219 |
16.2 CNTのLSI配線ビア応用のための技術課題 219 |
16.3 配線応用のためのCNTのCVD成長 220 |
16.4 プラズマCVDによるCNTの選択・配向成長 222 |
16.5 CNT成長を用いた低抵抗コンタクト層形成 224 |
16.6 おわりに 225 |
17 ラマン分光と光学の実験手法 片浦弘道 |
17.1 ナノチューブ試料の電子構造 226 |
17.2 ラマン分光 228 |
17.3 まとめ 237 |
18 X線回折およびNMR実験法 真庭豊 |
18.1 X線回折実験 238 |
18.2 炭素系物質のNMR 250 |
19 クラストレート物質の合成法と物性 谷垣勝巳 |
19.1 クラスレート化合物とは 258 |
19.2 クラスレート物質 259 |
19.3 クラスレート物質の合成法 262 |
19.4 クラスレートから発現する電子物性 262 |
19.5 クラスレート化合物における電子物性の具体例 265 |
19.6 クラスレートの応用と将来 266 |
20 鋳型法によるナノチューブの合成 京谷隆 |
20.1 鋳型法とは 269 |
20.2 アルミニウム陽極酸化皮膜を用いたナノチューブの鋳型合成 269 |
20.3 ゼオライトやメソ多孔体シリカを用いたナノチューブの鋳型合成 278 |
21 ナノグラファイトの物性 榎敏明 |
21.1 ナノグラフェンの電子構造 282 |
21.2 ナノグラフェン,ナノグラファイトの電子・磁気的性質 285 |
21.3 ナノグラファイトの分子素子としての展望 291 |
22 21世紀材料,“ナノ・カーボン”の科学と応用の展望 遠藤守信 |
22.1 はじめに 293 |
22.2 金属ナノ触媒を用いたCVD法カーボンナノチューブ(CNT)の大量生成 295 |
22.3 テイラーメイドのナノカーボンとリチウムイオン電池の高性能化 305 |
22.4 多孔性ナノカーボンと先進電気二重層キャパシタ 309 |
22.5 まとめと将来展望 312 |
索引 315 |
第Ⅰ部 基礎編 1 |
1 カーボンナノチューブの構造,電子状態 斎藤理一郎 |
1.1 カーボンナノチューブの概要 2 |