半導体と聞いて皆さんが思い描く元素はシリコンやゲルマニウムが一般的でしょう。これらは周期律表のⅣ族元素で、最も軽いⅣ族元素として“炭素”が有ります。炭素の電気的な特徴としては、導体であるグラファイトと絶縁体であるダイヤモンドが物理構造や化学結合形態に依存して大きく異なった特性を示しています。

個々の炭素原子が正四面体の頂点にある他の炭素原子に囲まれたダイヤモンド構造を有する結晶であるダイヤモンドは、最近ではバンドギャップの広い半導体として考えられています。これを使えば、究極の発光素子や透明な太陽電池になることが立証され、発表された実験データを基にお話ししたいと思います。

カーボンナノチューブはグラファイトの六方格子からできている 円筒状の物質であり、円筒の巻き方によって多彩な立体構造を持っ ています。立体構造によっては導体や半導体となるため立体的な構造を有するダイオードやトランジスタが作れます。

私の研究室で作った、針状炭素の先端からカーボンナノチューブが成長した例や強磁性体（磁石）金属を内包させたナノチューブを使って磁気力顕微鏡のセンサープローブ（探針）を作製した事例についてお話しします。

鈴木 薫

写真左：先端CNTの層数1～4層
写真右：根元CNTの層数