(57)【要約】【課題】安定したｎ型の半導体的性質を有するフラーレンを糸の繊維や紙基材に含浸させて複合糸、複合紙としたｎ型半導体素子として機能するフラーレン含有体を提供する。【解決手段】自然由来の糸もしくは合成繊維やパルプ繊維に、フラーレン（ｎ型の半導体的性質を有する誘導体を含む）を含ませてｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸または複合紙とし、これにｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸または複合紙を組み合わせて糸もしくは紙製の半導体を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸にフラーレン（ｎ型の半導体的性質を有する誘導体を含む）を含ませたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸からなることを特徴とするフラーレン含有体。
【請求項２】
上記フラーレン複合糸を縦糸および／または横糸に用いたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合布を含む請求項１に記載のフラーレン含有体。
【請求項３】
紙原料のパルプ繊維にフラーレン（ｎ型の半導体的性質を有する誘導体を含む）を含ませたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙からなることを特徴とするフラーレン含有体。
【請求項４】
上記パルプ繊維に対する上記フラーレンの含有量が１〜２０ｍａｓｓ％であることを特徴とする請求項３に記載のフラーレン含有体。
【請求項５】
自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸を有し、上記ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸と、請求項１に記載のｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体糸からなることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項６】
紙原料のパルプ繊維に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙を有し、上記ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙と、請求項３に記載のｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体紙からなることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項７】
請求項５に記載のｐ−ｎ型半導体糸を熱電発電糸とし、上記熱電発電糸の両端に発電電力出力用のリード線を接続してなることを特徴とする熱電発電デバイス。
【請求項８】
上記熱電発電糸を縦糸および／または横糸に含む熱電発電布を有することを特徴とする請求項７に記載の熱電発電デバイス。
【請求項９】
自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸を第１複合糸とし、請求項１に記載のｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸を第２複合糸として、
上記ｐ型の第１複合糸の両端に上記ｎ型の第２複合糸を接続してなる異種複合糸の直列接続体、もしくは、上記ｎ型の第２複合糸の両端に上記ｐ型の第１複合糸を接続してなる異種複合糸の直列接続体を有し、上記直列接続体に直流電流を流すことにより、ペルチェ効果により一方の接続点と他方の接続点との間で温度差が生ずるようにしたことを特徴とする熱輸送デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラーレン含有体および半導体デバイスに関し、さらに詳しく言えば、糸基材もしくは紙基材にフラーレン（その誘導体を含む）を含ませてなるフラーレン含有体およびフラーレン含有体をｎ型の半導体素子として用いる半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素原子が六角形の各頂点に存在する蜂の巣構造のシートを丸めた円筒状を呈している。その特徴として、強靱な機械的強度（引っ張り強度；〜１５０ＧＰａ，ヤング率；〜１０００ＧＰａ）、高い熱伝導性（数百〜数千Ｗ／ｍ・Ｋ）、高い電子移動度（金属的の場合；１０万ｃｍ２／Ｖｓ）、それに金属的・半導体的性質を持つ、アスペクト比が高い（直径方向；数ｎｍ，軸方向；数μｍ）等多くの機能・特徴を有している。
【０００３】
このような機能・特徴に着目して、カーボンナノチューブの応用例として、特許文献１には、紙原料のパルプ繊維にカーボンナノチューブを分散させたカーボンナノチューブ複合紙に、増感色素と電解液を含浸して色素増感太陽電池とすることが提案されている。
【０００４】
また、別の応用例として、特許文献２には、カーボンナノチューブと糸との複合材料であるカーボンナノチューブ複合糸よりなる糸トランジスタが提案されている。
【０００５】
ところで、半導体的カーボンナノチューブは基本的にｐ型であり、ｎ型のものは不純物を添加するドーピング等により得ることができる。したがって、ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブを含む複合糸（もしくは複合紙）とｎ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブを含む複合糸（もしくは複合紙）を組み合わせることにより、半導体デバイスを作製することできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４１４９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５５０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ドーピングによって得られるｎ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブを含む複合糸もしくは複合紙は、経時的にｎ型の半導体的性質が失われ安定性に欠ける、という問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の主たる課題は、安定したｎ型の半導体的性質を有するフラーレンを糸基材や紙基材に含浸させて複合糸もしくは複合紙としたｎ型半導体素子として機能するフラーレン含有体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、フラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）およびその誘導体は、安定したｎ型の半導体的性質を有していることに着目し、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のフラーレン含有体は、自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸にフラーレン（ｎ型の半導体的性質を有する誘導体を含む）を含ませたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明には、上記フラーレン複合糸を縦糸および／または横糸に用いたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合布も含まれる。
【００１２】
また、別の態様として、本発明のフラーレン含有体は、紙原料のパルプ繊維にフラーレン（ｎ型の半導体的性質を有する誘導体を含む）を含ませたｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙からなることを特徴としている。
【００１３】
上記フラーレン複合紙において、上記パルプ繊維に対する上記フラーレンの含有量は１〜２０ｍａｓｓ％であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明には、自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸を有し、上記ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸と、上記ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体糸からなることを特徴とする半導体デバイスも含まれる。
【００１５】
本発明の半導体デバイスには、紙原料のパルプ繊維に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙を有し、上記ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙と、上記ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体紙からなることを特徴とする半導体デバイスも含まれる。
【００１６】
また、本発明には、別のデバイスとして、上記ｐ−ｎ型半導体糸を熱電発電糸とし、上記熱電発電糸の両端に発電電力出力用のリード線を接続してなることを特徴とする熱電発電デバイスも含まれる。
【００１７】
上記熱電発電デバイスは、上記熱電発電糸を縦糸および／または横糸に含む熱電発電布とした態様であってもよい。
【００１８】
また、本発明には、ペルチェ効果による熱輸送デバイスも含まれる。すなわち、本発明に係る熱輸送デバイスは、自然由来の糸もしくは合成繊維の糸またはこれらの混合糸に単層のカーボンナノチューブを含ませてなるｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸を第１複合糸とし、上記ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸を第２複合糸として、上記ｐ型の第１複合糸の両端に上記ｎ型の第２複合糸を接続してなる異種複合糸の直列接続体、もしくは、上記ｎ型の第２複合糸の両端に上記ｐ型の第１複合糸を接続してなる異種複合糸の直列接続体を有し、上記直列接続体に直流電流を流すことにより、ペルチェ効果により一方の接続点と他方の接続点との間で温度差が生ずるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
カーボンナノチューブと形状が近く、元来ｎ型の半導体的性質を示すフラーレンを複合糸もしくは複合紙とすることにより、経時的に安定した取り扱い性のよいｎ型の半導体的複合糸もしくはｎ型の半導体的複合紙を得ることができる。
【００２０】
このｎ型の半導体的複合糸とｐ型の半導体的複合糸もしくはｎ型の半導体的複合紙とｐ型の半導体的複合紙とを組み合わせれば、糸（布）製のＬＳＩや紙製のＬＳＩ、糸（布）製のダイオードや紙製のダイオード、糸（布）製の太陽電池や紙製の太陽電池等、糸（布）形状や紙形状の半導体デバイスを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）本発明で用いられるフラーレン複合紙の作製方法を示す模式図、（ｂ）試作フラーレン複合紙のラマン分光測定結果を示すグラフ。
【図２】本発明で用いられるフラーレン複合糸の作製方法を示す模式図。
【図３】ｐ−ｎ型半導体紙の応用例として作製された電気回路の一例を示す模式的な断面図。
【図４】ｐ−ｎ型半導体糸の応用例として作製された電気回路の一例を示す模式図。
【図５】（ａ）ｐ−ｎ型半導体糸の別の応用例として作製された熱電発電デバイスの第１例を示す模式図、（ｂ）熱電発電デバイスの第２例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図１ないし図５により、本発明のいくつかの実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００２３】
まず最初に、図１（ａ）の模式図を参照して、フラーレン複合紙の製造工程について説明する。使用するフラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）は、一般的なＣ６０（例えば、ＭｉｌｌｉＰｏｒｅ  Ｓｉｇｍａ  社製Ｃ６０）およびフラーレン誘導体のうちのｎ型の半導体的性質を示すフラーレン誘導体（例えば、ＭｉｌｌｉＰｏｒｅ  Ｓｉｇｍａ  社製ＰＣ６１ＢＭ，ＰＣ７１ＢＭ等）とする。
【００２４】
フラーレンの紙への複合量としては、紙パルプに対する質量パーセントで１〜２０ｍａｓｓ％であることが好ましい。１ｍａｓｓ％未満では、複合紙としてｎ型の半導体的性質が顕著に表れない。他方において、２０ｍａｓｓ％超としても飽和状態でｎ型の半導体的性質のそれ以上の向上は見られない。
【００２５】
もっとも、フラーレンの濃度が濃ければ濃いほど、紙として銅褐色の色合いが強くなるので、使用用途に応じて配合量を変えるとよい。フラーレンに対してはドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）等の分散剤を適宜用い、任意の濃度の水分散液とする。
【００２６】
その分散性については、フラーレンを１個単位にまで分散させる必要はない。ある程度均一化されればよい。そのためには、超音波分散装置等を使用するとよい。超音波分散の場合は１時間程度でほぼ均一化することができる。
【００２７】
使用するフラーレンの量と使用する紙パルプの量とが、上記の質量パーセントとなるように紙パルプを用意し、水に混ぜてパルプ懸濁液を作る。このパルプ懸濁液と、フラーレンの水分散液とを混合し、通常の製紙プロセス（紙漉きプロセス）によりフラーレン複合紙を得る。
【００２８】
なお、製紙プロセスについては、紙漉きではなく、パルプ懸濁液とフラーレンの水分散液との混合液を皿状の容器に入れ水分のみを蒸発させて紙状（シート状）になったフラーレン付きパルプ繊維の集合体を最終的に熱プレス等で成形する手法を採用してもよい。
【００２９】
フラーレンＣ６０（１０ｍｇ）、分散液としてドデシル硫酸ナトリウム（３ｍｇ）を純水５ｍｌの中で６０分間超音波分散させた。一方、パルプ（１．５ｇ）を純水１００ｍｌの中で攪拌機によって１時間分散させたパルプ水溶液を用意した。
【００３０】
フラーレン分散液とパルプ水溶液を混合し、その混合液をシリコーンケース内に流し込み、オーブンにて加熱して乾燥させた後、熱プレス機により紙を整形してフラーレン複合紙を作製した。
【００３１】
このようにして試作したフラーレン複合紙に対して、ラマン分光測定した結果のグラフを図１（ｂ）に示す。フラーレンの特徴を示すピークが１４６８ｃｍ−１付近に現れており、確かにサンプル中にフラーレンが存在していることが検証された。
【００３２】
フラーレンは元来ｎ型の半導体的性質を示すことから、フラーレン複合紙はｎ型の半導体的性質を有する複合紙である。
【００３３】
次に、図２の模式図を参照して、フラーレン複合糸の製造工程について説明する。フラーレン複合糸の場合にも、使用するフラーレンは、上記フラーレン複合紙の場合と同じく、一般的なＣ６０（例えば、ＭｉｌｌｉＰｏｒｅ  Ｓｉｇｍａ  社製Ｃ６０）およびフラーレン誘導体のうちのｎ型の半導体的性質を示すフラーレン誘導体（例えば、ＭｉｌｌｉＰｏｒｅ  Ｓｉｇｍａ  社製ＰＣ６１ＢＭ，ＰＣ７１ＢＭ等）とする。
【００３４】
一般的に使用されている綿糸，麻糸，羊毛，絹等の自然由来の糸のように染色可能な繊維については、上記のように調製したフラーレン分散液中に浸漬し乾燥させてフラーレン複合糸を得る（含浸法）。
【００３５】
これに対して、化学合成由来のポリエステル，ナイロン等の染料が染み込まない合成繊維糸の場合には、その表面を覆うようにフラーレンを付与する（塗工法）。この塗工法については、図２のようにフラーレン分散液中に浸漬し乾燥させるのではなく、フラーレン分散液を繊維表面に塗ってもよい。
【００３６】
上記のように作製された複合糸はフラーレンが表面に露出する形になるため、糸の保護、表面絶縁性の付与、フラーレン剥離防止等を目的として、絶縁性の樹脂（例えばポリエチレン）もしくは合成繊維材料（例えばナイロン）により複合糸の表面をコーティングすることが好ましい。なお、電圧・電流・電力を取り出す端子部分においてはコーティングを剥がすか、未コーティング部としておく必要がある。
【００３７】
次に、上記ｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合紙と組み合わされて使用されるｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合紙について説明する。カーボンナノチューブには、単層でｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブを使用する。この種のカーボンナノチューブには、例えば、ＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ社製ＨｉＰｃｏがある。
【００３８】
まず、紙材料，紙片（和紙，洋紙のいずれでも可），パルプ材を好ましくは細かく裁断し、水に溶かして紙原料の分散液（パルプ懸濁液）を用意する。具体的には、適当量の純水にパルプ繊維を入れ、十分に撹拌することによりパルプ懸濁液を得る。
【００３９】
これとは別に、カーボンナノチューブを所定の分散剤（界面活性剤）とともに適当量の純水に投入し、カーボンナノチューブ分散液を得る。このとき、カーボンナノチューブ同士が凝集しないように超音波発生器により超音波振動を与えることが好ましい。
【００４０】
なお、市販されているカーボンナノチューブ分散液、例えばＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ社製ＩｓｏＮａｎｏｔｕｂｅｓ−Ｓ（半導体的カーボンナノチューブの水分散液で、カーボンナノチューブ含有量１ｍｇ／１００ｍｌ）を使用してもよい。
【００４１】
次に、パルプ懸濁液とカーボンナノチューブ分散液とを混合し十分に撹拌してパルプ繊維とカーボンナノチューブとを絡み合わせ、その混合溶液を紙漉きし、乾燥させることにより、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合紙を得る。
【００４２】
次に、上記ｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸と組み合わせられて使用されるｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸について説明する。カーボンナノチューブには、単層でｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ（例えば、ＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ社製ＨｉＰｃｏ）を使用する。
【００４３】
カーボンナノチューブ複合糸を作製するのに必要なベースとなる糸（基材）には、一般的に使用されている綿糸，麻糸，羊毛，絹等の自然由来の糸もしくは化学合成由来のポリエステル，ナイロン等の合成繊維糸が用いられるが、これらの混合糸が用いられてもよい。
【００４４】
カーボンナノチューブの糸への複合化については、基本的には手工染色等の手法と同様である（含浸法）。なお、糸をカーボンナノチューブ分散液に浸したまま、分散液を沸騰しない程度に加熱（６０℃前後）し、水分を飛ばすことで濃縮されたカーボンナノチューブが糸をコーティングするような手法を取ることもできる。これによれば、より多くのカーボンナノチューブが糸に複合化される。
【００４５】
また、合成繊維のように染料が染みこまないタイプの糸については、塗工法として、その表面にカーボンナノチューブ分散液を塗布して、乾燥させることにより、同様のカーボンナノチューブ複合糸が得られる。
【００４６】
含浸法，塗工法のいずれを選択する場合でも、カーボンナノチューブを所定の分散剤（界面活性剤）とともに適当量の純水に投入し、カーボンナノチューブ分散液とする必要がある。このとき、カーボンナノチューブ同士が凝集しないように超音波発生器により超音波振動を与えることが好ましい。
【００４７】
なお、市販されているカーボンナノチューブ分散液、例えばＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ社製ＩｓｏＮａｎｏｔｕｂｅｓ−Ｓ（半導体的カーボンナノチューブの水分散液で、カーボンナノチューブ含有量１ｍｇ／１００ｍｌ）を使用してもよい。
【００４８】
作製された複合糸はカーボンナノチューブが表面に露出する形になるため、糸の保護、表面絶縁性の付与、カーボンナノチューブの剥離防止等を目的として、絶縁性の樹脂（例えばポリエチレン）もしくは合成繊維材料（例えばナイロン）により複合糸の表面をコーティングすることが好ましい。この場合、発電された電気を取り出す端子部分においてはコーティングを剥がすか、未コーティング部としておく必要がある。
【００４９】
図３に、ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙と、ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体紙の応用例として作製される電気回路１を示し、これについて説明する。
【００５０】
この電気回路１は、ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合紙からなるｐ型の半導体層１１と、ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合紙からなるｎ型の半導体層１２とを備えている。
【００５１】
図３には一部しか示されていないが、ｐ型の半導体層１１とｎ型の半導体層１２は、それらの複数個が絶縁性の紙基材１３上に例えばマトリクス状に配置される。ｐ型の半導体層１１とｎ型の半導体層１２の間には、例えば紙基材に金属的性質を有するカーボンナノチューブを含ませた金属的性質のカーボンナノチューブ複合紙からなる電極層１４が形成される。
【００５２】
ｐ型の半導体層１１、ｎ型の半導体層１２および電極層１４の上面は、カバーレイとしての絶縁紙１５によって覆われる。
【００５３】
ｐ型の半導体層１１の上面には、絶縁紙１５を介して半導体層１１に対するベース電極１１ａが形成され、また、ｎ型の半導体層１２の上面には、絶縁紙１５を介して半導体層１２に対するベース電極１２ａが形成される。
【００５４】
ベース電極１１ａ，１２ａは、上記電極層１４と同じく、紙基材に金属的性質を有するカーボンナノチューブを含む金属的性質のカーボンナノチューブ複合紙により形成されることが好ましい。
【００５５】
次に、図４を参照して、ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸と、ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸とを組み合わせたｐ−ｎ型半導体糸の応用例として作製される電気回路２について説明する。
【００５６】
この電気回路２は、ｐ型の半導体的性質を有するカーボンナノチューブ複合糸からなるｐ型複合糸２１と、ｎ型の半導体的性質を有するフラーレン複合糸からなるｎ型複合糸２２と、入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴを備えている。
【００５７】
ｐ型複合糸２１とｎ型複合糸２２の各一端は接合（結合）される。この実施形態において、ｐ型複合糸２１の他端は所定の電源Ｖｃｃに接続され、ｎ型複合糸２２の他端はグランドＧＮＤに接続される。
【００５８】
入力端子ＩＮからｐ型複合糸２１とｎ型複合糸２２に対して電圧を印加する制御線２３が引き出され、また、出力端子ＯＵＴはｐ型複合糸２１とｎ型複合糸２２の接合部から引き出される。
【００５９】
制御線２３は二股に分岐されており、一方の枝制御線２３ａは図示しない絶縁紙を介してｐ型複合糸２１に少なくとも一巻きされる。
【００６０】
また、他方の枝制御線２３ｂも図示しない絶縁紙を介してｎ型複合糸２２に少なくとも一巻きされる。なお、枝制御線２３ａ，２３ｂが絶縁被覆を備えている場合には、絶縁紙を用いることなくｐ型複合糸２１とｎ型複合糸２２に巻き付けることができる。
【００６１】
この構成によれば、電気回路２は、入力端子ＩＮから正のパルス（もしくは負のパルス）が印加されると出力端子ＯＵＴには反転した負のパルス（もしくは正のパルス）が現れるインバータ回路として動作する。
【００６２】
ところで、カーボンナノチューブ複合糸やフラーレン複合糸に用いられる糸（基材）は、断熱性（低熱伝導性）であるため、それら複合糸の両端に温度差（温度勾配）を付けることができ、これにより発電する熱電発電デバイス（熱電発電糸）が得られる。
【００６３】
その一例として、図５（ａ）に示す熱電発電デバイス（熱電発電糸）３では、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸（ｐ型複合糸）３１と、ｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸（ｎ型複合糸）３２とを用い、ｐ型複合糸３１とｎ型複合糸３２の各一端部３１ａ，３２ａ同士を接合（結合）して複合糸対３ｐｎとし、この複合糸対３ｐｎの各他端部３１ｂ，３２ｂに発電電力出力用のリード線３３，３３を接続する。
【００６４】
複合糸対３ｐｎは、接合された一端部３１ａ，３２ａ側が頂部で、他端部３１ｂ，３２ｂ側が裾部となる山型を呈し、発電させるにあたっては、ｐ型複合糸３１とｎ型複合糸３２の各一端部３１ａ，３２ａ側をホット側（加熱側）、各他端部３１ｂ，３２ｂ側をコールド側（冷却側）とする。
【００６５】
ホット側とコールド側の温度差は糸の耐熱温度にもよるが、加熱できる上限は１００℃程度である（一例として、ホット側が１００℃、コールド側が室温）。発電電力出力用のリード線３３に金属的カーボンナノチューブ複合糸を用いることができる。
【００６６】
また、この熱電発電デバイス３には、図５（ｂ）に示すように、ｐ型複合糸３１とｎ型複合糸３２を交互にジグザグ状に接続した態様、すなわち、図５（ａ）の熱電発電デバイス３の複合糸対３ｐｎを繰り返し単位として、その複数個を直列に接続してなる熱電発電デバイス３Ａも含まれる。
【００６７】
この場合には、リード端子３３は、熱電発電デバイス３Ａの一方の端に配置されるｐ型複合糸３１の他端部３１ｂと、他方の端に配置されるｎ型複合糸３２の他端部３２ｂとに接続される。
【００６８】
なお、図４および図５の各実施形態では、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸とｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸とを、それらの各一端同士で接合（結合）しているが、１本の糸基材の長さ方向の半分にｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブを含ませてｐ型領域とし、残りの半分にｎ型の半導体的性質を示すフラーレンを含ませてｎ型領域とした半導体糸を用いることもできる。その場合、接合部分（結合部分）において、ｐ型領域とｎ型領域とを例えば１ｍｍ程度重ね塗りするとよい。
【００６９】
また、本発明には、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブからなるｐ型領域と、ｎ型の半導体的性質を示すフラーレンからなるｎ型領域とを含む半導体糸を横糸および／または縦糸に用いた半導体布や半導体布による熱電発電デバイスの態様も含まれる。
【００７０】
また、別の態様として図示しないが、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸の両端にｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸を接続するか、またはｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸の両端にｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸を接続して直流電流を流すことにより、ペルチェ効果により、その接続点間で温度差が生ずる熱輸送デバイスとすることができる。
【００７１】
なお、フラーレンは圧力が加えられて変形することにより、例えば電圧等の変化が見られるため、圧力センサにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
上記したように、本発明によれば、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合紙とｎ型の半導体手的性質を示すフラーレン複合紙との組合せ、また、ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸とｎ型の半導体手的性質を示すフラーレン複合糸との組合せにより、種々の用途に応用することができる。
【００７３】
上記複合紙同士の組合せによる具体的な用途例：パスポート、ＩＤカード、証券、紙幣、家具、障子・ふすま等の建具、ダンボール等の梱包用品、壁紙、天井材等の建材への情報処理（トランジスタ等）機能の付与、太陽電池機能付与、ダイオード機能付与、発光ダイオード機能付与、センサ機能付与、熱電発電機能付与、熱輸送機能付与、人工衛星用途。
【００７４】
上記複合糸同士の組合せによる具体的な用途例：一般布地用糸トランジスタ（刺繍糸）、布トランジスタ、ＬＳＩ糸、ＬＳＩ布、一般布地用糸ダイオード（刺繍糸）、布ダイオード、一般布地用発光ダイオード（刺繍糸）、布発光ダイオード、一般布地用糸太陽電池（刺繍糸）、布太陽電池、一般布地用熱電発電糸（刺繍糸）、熱電発電布、一般布地用熱輸送糸（刺繍糸）、熱輸送布、人工衛星用途、家具・インテリア用途、飛行機・列車・船舶、車載用途、感熱糸センサ、感熱布センサ、発熱糸、発熱布、冷却布、情報処理機能を有する衣服、力学センサ機能を持つ衣類、熱電発電／感熱センサ／発熱／冷却の機能を持つ衣服、カーテン、絨毯、テーブルクロス、ソファーシート、布団、布団カバー、枕、枕カバー、車の内装・シート、鞄、靴、帽子、寝具、寝具、タオル等。
【００７５】
このように、複合紙、複合糸、複合糸による複合布ともに、情報処理性、発電性、センシング機能、発熱性・冷却性を付与したいもの、フレキシブルである必要があるもの等に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  紙トランジスタ
１１  ｐ型半導体層
１２  ｎ型半導体層
１３  紙基材
１４  電極層
１５  カバーレイ
１１ａ，１２ａ  ベース電極
２  電気回路
２１，３１  ｐ型複合糸（ｐ型の半導体的性質を示すカーボンナノチューブ複合糸）
２２，３２  ｎ型複合糸（ｎ型の半導体的性質を示すフラーレン複合糸）
３，３Ａ  熱電発電デバイス（熱電発電布）
【図１】
2019149494.tif 000002
【図２】
2019149494.tif 000003
【図３】
2019149494.tif 000004
【図４】
2019149494.tif 000005
【図５】
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