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(In Japanese)ドーパントの選択方法、ドーパント組成物、カーボンナノチューブ-ドーパント複合体の製造方法、シート状材料およびカーボンナノチューブ-ドーパント複合体

Patent code P150012517
Posted date Nov 5, 2015
Application number P2014-560587
Patent number P5768299
Date of filing Feb 26, 2014
Date of registration Jul 3, 2015
International application number JP2014054733
International publication number WO2014133029
Date of international filing Feb 26, 2014
Date of international publication Sep 4, 2014
Priority data
  • P2013-039927 (Feb 28, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)野々口 斐之
  • (In Japanese)河合 壯
  • (In Japanese)大橋 賢次
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学
  • (In Japanese)積水化学工業株式会社
Title (In Japanese)ドーパントの選択方法、ドーパント組成物、カーボンナノチューブ-ドーパント複合体の製造方法、シート状材料およびカーボンナノチューブ-ドーパント複合体
Abstract (In Japanese)信頼性の高いドーパントの選択方法を提供する。本発明にかかるカーボンナノチューブのゼーベック係数を変化させるドーパントの選択方法は、以下の(a)または(b)の物質を選択する工程を含んでいる:
(a)周期表第13族元素または周期表第15族元素を含み、且つπ電子共役系の分子構造を有するルイス酸;
(b)周期表第15族元素を含み、且つπ電子共役系の分子構造を有するルイス塩基。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

単層カーボンナノチューブ(SWNT:single-wall carbon nanotube)は、柔軟な軽量エレクトロニクスの実現に向け、近年、盛んに研究されている。そして、SWNTを用いた素子材料が多数提案されている。

SWNTの極性(すなわち、SWNTがp型導電性を示すかn型導電性を示すか)は、ゼーベック係数の正負により判別することができる。SWNTの多くは正のゼーベック係数を示し、p型導電性を示す(非特許文献1~4)。しかし、特に、ロジック回路や熱電変換素子をSWNTから構築する場合には、p型導電性を示すSWNT(p型導電性SWNT)およびn型導電性を示すSWNT(n型導電性SWNT)の両方が要求される。このため、p型導電性SWNTをn型導電性SWNTに転換することが求められる。

これまでに、例えば、窒素原子交換やアルカリ金属ドーピングなどによってp型導電性SWNTをn型導電性SWNTに転換できることが報告されている(例えば、非特許文献6、特許文献1、3、4および5を参照)。

非特許文献5および7には、ポリエチレンイミンをSWNTにドーピングすることによって、p型導電性SWNTをn型導電性SWNTに転換できることが開示されている。

特許文献2には、SWNTをチャネルに用いた電界効果型トランジスタにおけるチャネルSWNTのn型ドーパントとして、(CH33C-基、(CH32CH-基、CH3CH2-基またはCH3-基等の電子供与性基を有するものを用いることが開示されている。

特許文献6には、ニコチンアミドおよびニコチンアミド系化合物をSWNT用のn型ドーパントとして使用できることが開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ドーパントの選択方法、ドーパント組成物、カーボンナノチューブ-ドーパント複合体の製造方法、シート状材料およびカーボンナノチューブ-ドーパント複合体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
カーボンナノチューブのゼーベック係数を変化させるためのドーパントであって、
以下の(a)または(b)の物質であることを特徴とするドーパント:
(a)トリフェニルホスフィンオキシド
(b)1,3-ビス(ジフェニルホスフィン)プロパン、トリス(4-フルオロフェニル)ホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、ジフェニルホスフィン、トリス(4-クロロフェニル)ホスフィン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、((フェニルホスフィンジイル)ビス(メチレン))ビス(ジフェニルホスフィン)、ビス(((ジフェニルホスフィノ)メチル)(フェニルホスフィノ))メタン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノメチル)フェニルホスフィンまたはトリス(4-メトキシ-3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン

【請求項2】
 
カーボンナノチューブのゼーベック係数を変化させるためのドーパントであって、
以下の(a)の物質であることを特徴とするドーパント:
(a)リン元素を含み、且つπ電子共役系の分子構造を有するルイス酸。

【請求項3】
 
上記π電子共役系の分子構造は、芳香環、炭素-炭素二重結合、炭素-酸素二重結合および複素芳香環よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項2に記載のドーパント。

【請求項4】
 
カーボンナノチューブのゼーベック係数を変化させるためのドーパント組成物であって、
少なくとも、請求項1~3のいずれか1項に記載のドーパントを含んでいることを特徴とするドーパント組成物。

【請求項5】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載のドーパントと、カーボンナノチューブとを含有していることを特徴とするカーボンナノチューブ-ドーパント複合体。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014560587thum.jpg
State of application right Registered
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