富士通研究所、カーボンナノチューブとグラフェンの新たな複合構造体を発見

富士通研究所は、2008年3月3日、ナノメートルサイズのナノカーボン（炭素材料）を接合した新しいナノカーボン複合構造体を、自己組織的に形成させることに成功した、と発表した。

今回形成に成功したは、カーボンナノチューブとグラフェンというナノカーボンの複合構造体で、一般的なグラフェンの合成温度（700度）よりも低い510度で合成が可能だという。

グラフェンは、炭素原子が6角形の網の目状並んだシート構造を持ち、カーボンナノチューブは、グラフェンをナノメートルサイズの直径で円筒形にした構造を持つ。

高い電流密度耐性や熱伝導性などを持つカーボンナノチューブと、高電子移動度のグラフェンの、2つのナノカーボンからなる複合構造体は、新たな物性研究や応用の可能性を拡げるものとして期待される。

この複合構造体は、同社がカーボンナノチューブの成長機構の解明のため、真空槽内で原料ガスを熱分解し、基板上に薄膜や構造体を合成する化学気相成長法による実験を行っていたところ発見された。

同実験において、基板上に配向成長した多層カーボンナノチューブ上に数層から数十層のグラフェンが自己組織的に形成された、複合構造体が形成されることがわかったという。

従来、配向成長したカーボンナノチューブは、長さが不均一なため電気的・熱的に抵抗が生じる。今回発見された複合構造体では、ほぼすべてのカーボンナノチューブの先端部分が均一にグラフェンに接続し、表面のグラフェンは平坦になっており電気的・熱的に高い伝導特性が得られるものと考えられるという。

同社では今後、この複合構造体の形成機構を解明、詳細な物性を明らかにし、その特長を活かした電子デバイス応用技術の開発を目指す。また、低温での高品質ナノカーボン形成技術の開発も目指すとしている。

なお、同技術の詳細は、3月3日から名古屋市 名城大学で開催の国際会議「第34回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム（The 34th Fullerene Nanotubes General Symposium）」にて発表される。

新規ナノカーボン複合構造体の電子顕微鏡像（a） とグラフェン部分の電子顕微鏡像（b）

新規ナノカーボン複合構造体（上段）と 予想される複合構造（下段）