(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブの導電性を改善する方法において、該ナノチューブに対し、これを素子間を配線した状態においても、該ナノチューブに金属を含有させることの可能な方法を提供する。【解決手段】カーボンナノチューブを、非酸化条件下で、導電性金属と接触させた状態で加熱することを特徴とするカーボンナノチューブの導電性改善方法。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブを、非酸化条件下で、導電性金属と接触させた状態で加熱することを特徴とするカーボンナノチューブの導電性改善方法。
【請求項２】
該カーボンナノチューブの両端部に該金属が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該金属が金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーボンナノチューブの導電性改善方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カーボンナノチューブは、ナノスケールのエレクトロニクスの配線材料として注目されている。欠陥のないナノチューブでは、電子はバリスティックに伝導すると言われているが、その再現は難しく、ナノチューブが曲がっただけで導電性が劣化するという報告もある。我々の実験では、非線形的なグラファイト状のＩ−Ｖ特性が得られており、材料内部の乱れ、あるいは、金属電極との界面が抵抗を生じている可能性が高い。この現象は、カーボンナノチューブが実用的な配線に供された場合にも問題となりうる。配線材料としては非線形の特性ではなく、金属的な線形の特性を持ったナノワイヤが望ましい。
従来の技術を用いてナノチューブ上に金属被を形成する場合、液、放射線、あるいは金属蒸気にナノチューブをさらすため、ナノチューブにより素子間を配線した状態でナノチューブを金属被覆することは難しい。しかも、一旦金属被覆されたナノチューブは、取り扱いの中にその金属被覆が剥がれる可能性がある。したがって、素子間をカーボンナノチューブで配線した後に、該ナノチューブの導電性を改善する技術が強く要望されている。
【０００３】
カーボンナノチューブの表面に金属被覆を形成するための方法として、いくつかの方法が提案されている。例えば、特開平８−３２５１９５号公報では、液中でイオン交換反応、求酸素反応、還元反応などの化学反応を利用して、金属を含むイオンを金属もしくは金属塩として析出させ、金属でナノチューブを被覆する方法が提案されている。また、特開平６−３２５６２３号公報では、カーボンナノチューブに金属をドープして導電性を増す方法として、放射線を照射することにより、その構成原子である炭素原子の一部を空孔または他の原子に核変換し、このチューブに電子または正孔を供給する方法、または、カーボンナノチューブを金属蒸気中に保存し、その円筒面間に、金属原子をインターカレートする方法が記されている。
しかしながら、これらの方法もナノチューブにより素子間を配線した状態で該チューブに金属被覆することが難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カーボンナノチューブの導電性を改善する方法において、該ナノチューブに対し、これを素子間を配線した状態においても、該ナノチューブに金属を含有させることの可能なカーボンナノチューブの導電性改善方法を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示すカーボンナノチューブの導電性改善方法が提供される。
（１）カーボンナノチューブを、非酸化条件下で、導電性金属と接触させた状態で加熱することを特徴とするカーボンナノチューブの導電性改善方法。
（２）該カーボンナノチューブの少なくとも一方の端部に該金属が固着されていることを特徴とする前記（１）に記載の方法。
（３）該金属が金であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、カーボンナノチューブの導電性を改善するために、該カーボンナノチューブを導電性金属に接触させた状態において、加熱炉において、該金属及び該カーボンナノチューブを非酸化条件下で加熱する工程を含む。この場合の加熱温度は、通常、１５０℃〜２００℃である。
【０００７】
本発明においては、カーボンナノチューブを加熱する場合、該カーボンナノチューブが酸素と反応して該チューブを構成する炭素が酸化除去されないように、該加熱を非酸化条件下で行う。この場合、該非酸化条件としては、１０−７トール以下、好ましくは１０−９トール以下の真空条件や、不活性ガス雰囲気を用いることができる。不活性ガス雰囲気としては、アルゴンガス雰囲気や、窒素ガス雰囲気等が挙げられる。
【０００８】
前記のようにして、カーボンナノチューブを導電性金属と接触させた状態で加熱すると、該金属原子は、その接触面を介してカーボンナノチューブの表面に沿って拡散し、そのチューブ表面やチューブ壁内に金属が存在するようになる。これによって、該カーボンナノチューブの導電性は改善される。
【０００９】
カーボンナノチューブに含有させる金属の量は、カーボンナノチューブの表面積１ｍ２当り、１０ｍｇ〜１ｇ、好ましくは１００ｍｇ〜５００ｍｇである。
【００１０】
前記金属体としては、導電性金属が用いられる。このような金属には、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ等が包含されるが、導電性改善のためには金（Ａｕ）が好ましい。
【００１１】
金属の形状は、カーボンナノチューブとの接触に好ましい形状であればよく、ペレット状、シート状、板体状等の各種の形状であることができる。金属とカーボンナノチューブとの接触の形態は特に制約されないが、例えば、カーボンナノチューブの１つの端部又は両方の端部に金属を固着させる方法等が挙げられる。
【００１２】
本発明においては、素子間、例えば、金属電極間にカーボンナノチューブを配線した状態において、該カーボンナノチューブに金属を含有させることができる。この場合には、カーボンナノチューブの両端に金属電極を固着させ、これを加熱炉に入れて加熱すればよい。
【００１３】
本発明で用いるカーボンナノチューブにおいて、その外径は０．５〜５０ｎｍ、好ましくは１〜３０ｎｍ程度である。その長さは０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍ程度である。カーボンナノチューブは、単層壁のものであってもよく、多層壁のものであってもよい。
【００１４】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００１５】
実施例１
２つの金電極上に、カーボンナノチューブ（外径：３０ｎｍ、長さ３００ｎｍ）の一方の端部を、接着剤として、電子ビームにより堆積したアモルファスカーボンを用いて貼り付けた。
【００１６】
次に、この一方の端部に金電極を固着したカーボンナノチューブを、真空加熱炉に入れ、１０−７トールの真空条件で、１９０℃の温度で、７時間加熱した後、該カーボンナノチューブを冷却し、取出した。
【００１７】
このカーボンナノチューブの外径は、処理前の外径よりも約２００％程度太くなっていることが確認された。また、このカーボンナノチューブのＸ線マイクロアナライザーで元素分析した結果、金の信号が検出された。
【００１８】
次に、このカーボンナノチューブのＩ−Ｖ特性（電流−電圧特性）を調べたところ、図１に示すように、金属的な直線関係が得られた。
また、比較のために、通常のカーボンナノチューブの典型的なＩ−Ｖ特性を図２に示す。
【００１９】
なお、前記カーボンナノチューブにおいて、その径の増加から見積った表面に推積した金の量は、カーボンナノチューブの表面積１ｍ２当り、約３００ｍｇである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、カーボンナノチューブに金属を含有させ、その導電性を改善させることができる。この金属を含有するカーボンナノチューブは金属的な直線状のＩ−Ｖ特性を示す。
本発明によれば、カーボンナノチューブに対し、これを素子間に配線した状態で金属を含有させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により導電性の改善されたカーボンナノチューブの電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を示す。
【図２】通常のカーボンナノチューブの典型的な電流−電圧特性を示す。
【図１】
2004067485.tif 000002
【図２】
2004067485.tif 000003