高純度単一カイラリティ半導体型単層カーボンナノチューブを用いた高感度塗布型赤外線受光素子の開発

研究課題

研究責任者	柳和宏首都大学東京, 理工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2012 – 2013
概要	高純度半導体型単層カーボンナノチューブは、赤外線受光素子応用が十分に可能な大きな熱抵抗変化率(TCR値=-1.4 % K-1)を示すことを、申請者は近年明らかにした。本課題では、NEC社が開発してきたデバイス構造に、申請者が開発してきた高純度単一カイラリティ半導体型SWCNTを組み込むことで、室温で世界最高性能の感度を備え、且つ、塗布形式によるデバイス構築可能な赤外線受光素子の開発を行った。本研究によって、既存の酸化バナジウム(TCR値=-2.0 % K-1)より良好なTCR値(-2.6 % K-1)を示す高純度単一カイラリティ半導体型SWCNTボロメータの作成に成功した。またイオンゲルによる電気二重層による精密ドーピング制御により、TCR値を制御可能であることを明らかにした。また、ポリイミド上にパリレンによる熱断熱層を形成したプラスチック基板上に同ボロメータを形成した赤外線受光素子は、良好な受光性能を示し、温度分解能が50mKを備え、人間の体温の検出も非冷却の状態で可能であることを明らかにした。