[發明專利]富勒烯類或納米管，及富勒烯類或納米管的制造方法

無效

• 申請號: 200680031517.0
• 申請日: 2006-09-05
• 公開（公告）號: CN101253121A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 表研次;溝渕裕三;笠間泰彥
• 申請（專利權）人: 理想星株式會社
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳小燦;張濤

技術領域

本發明涉及一種富勒烯類或納米管和其制造方法，以及使用富勒烯類或納米管的器件的制造方法。

背景技術

非專利文獻1：富勒烯的化學物理?篠原久典，齊藤彌八，p.134

非專利文獻2：J.Mort?et?al.，Appl.PhyS.Lett.60(14)，1735(1992)

非專利文獻3：T.Arai?et?al.，Solid?State?Communcations，Vol.84，No.8，827(1992)

非專利文獻4：T.Unold?et?al.，Synthetic?Metals?121(2001)1179-1180

非專利文獻5：A.Hamed?et?al.，Physical?Review?B，Vol.147，No.16，10873(1993)

非專利文獻6：Photoelectric?Properties?and?Applications?ofLow-Mobility?Semiconductors.R.Konenkamp，Springer，p.65

富勒烯是用Cn(n＝60，70，78，84…)表示的球狀碳分子，是金剛石、石墨中具有的碳第三同素體。1990年確立大量合成法以來，人們專心致志地展開了對富勒烯的研究。

多名研究者報道了有關富勒烯的導電率。圖10是比較過去發表的C₆₀的導電率的曲線圖。在圖10中，用Mort、Arai、Unold、Hamed、Konenkamp表示的數據，按順序是非專利文獻2至6中報道的C₆₀的導電率。由圖可知，富勒烯的導電率對測量真空度依賴性強，存在測量真空度越高、導電率越高的趨勢。圖中，所謂“In?Situ(原位)”意味著通過真空蒸發形成富勒烯薄膜之后，不用從真空容器中將薄膜取出到外面而進行導電率的測量。測量真空度高，比大約10^-8乇(Torr)更高的真空情況，表示大于等于10^-6(Ωcm)^-1的導電率；測量真空度比大約10^-7Torr低的情況下，存在表示小于10^-6(Ωcm)^-1的導電率的傾向。通常，大于等于10^-6(Ωcm)^-1的導電率相當于半導體區域的導電性，小于10^-6(Ωcm)^-1的導電率相當于絕緣體區域的導電性。

富勒烯是具有π電子在球狀分子整體中擴展的特別的電子狀態的新型物質，作為晶體管、太陽能電池、燃料電池、顯示器件、傳感器等器件特別是有機器件的材料，期待其顯示出優良的特性。在將富勒烯作為器件材料使用中，優選富勒烯具有半導體區域的導電率(大于等于10^-6(Ωcm)^-1)，并且，為了提高高速化、低功耗等的器件性能，優選導電率越高越好。

但是，如上所述，目前報道的富勒烯的導電率跨越從絕緣體區域到半導體區域的寬的范圍。作為使富勒烯的導電率下降的主要原因，報道有氧的吸附。在含氧氣氛中保管富勒烯時，富勒烯晶體中吸附氧(物理吸附)，導電率就會大幅度下降。例如，已報道了與通過原位測量的導電率相比，已吸附氧的富勒烯的導電率就會下降4個數量級。電子作為大量的載體在富勒烯上吸附氧時，氧帶負電，由于作為受體起作用，使導電電子密度降低，因此導電率下降(非專利文獻3)。即使在In-Situ測量的情況下，測量真空度不好的情況也不能獲得高的導電率(非專利文獻4)。人們認為，真空容器中的微量的氧吸附到富勒烯上，就會導致導電率下降。

對在不活潑氣體氣氛中室溫保管的情況下的導電率的變化也有報道。根據非專利文獻3，可觀測到氮氣氣氛中保管的情況電阻僅增加幾％。根據非專利文獻5，21℃下在Ar、N₂或He氣氛中保管的情況，報道有C₆₀的導電率沒有發現變化。可以認為，即使不活潑氣體吸附到富勒烯上，也不會成為使導電率下降的原因。

沒有進行調查氧和不活潑性氣體以外的雜質對富勒烯的導電率的影響的研究。此外，即使對于氧和不活潑氣體而言，實際上也沒有進行調整吸附到富勒烯中的雜質濃度，調查與導電率的相關性的研究。

另一方面，報道了恢復吸附氧的富勒烯的導電率的方法。根據非專利文獻3、5、6，在真空中，通過加熱富勒烯就能夠使導電率恢復。此外，在非專利文獻1中記載了在真空中或不活潑氣氛中若加熱到180℃以上，就能夠去除大部分氧。