NEC日前开发成功了能够以较高的位置精确度形成直径均匀的碳纳米管的工艺技术。可以在电路中预期的位置形成具有电气特性的碳纳米管。在该公司的实验中,得到了平均直径1.3nm、直径误差仅±0.4nm的单层碳纳米管。采用此前的工艺技术,碳纳米管的直径差别范围很大,在从1nm以下到超过3nm之间不等。该公司计划在9月4日于仙台举办的“第65届应用物理学会学术演讲会”上公开此次的工艺技术。
此次开发的工艺技术可通过光刻技术提高用来生成碳纳米管的基点--催化剂金属的大小和形成位置的精确度。碳纳米管通过如下流程形成。预先在电子线曝光用的光阻剂中加入铁之类的金属催化剂,将光阻剂涂在硅底板上之后,加工成约20nm见方的图案。对图案进行加热处理,去掉光阻剂材料,其中的金属原子凝聚、析出粒子。采用酒精材料通过热CVD装置处理析出金属粒子的硅底板,金属粒子上就会产生碳纳米管。
在上面提到的实验中,采用铁做金属催化剂,铁粒子以100nm的间隔排列,位置精确度只有几nm。铁粒子的平均直径为1.7nm,直径误差为±0.6nm。不过,在此次的实验中,并非是所有的金属粒子上都生成碳纳米管。估计将通过改进热CVD装置的处理方法解决这一问题。
金属粒子的直径可以通过改变光阻剂中含有的金属原子的浓度和图案的大小进行控制。此次的手法除用于制造碳纳米管外,还可用来以高精确度配置金属粒子。