[发明专利]富勒烯类或纳米管，及富勒烯类或纳米管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富勒烯类或纳米管和其制造方法，以及使用富勒烯类或纳米管的器件的制造方法。

背景技术

非专利文献1：富勒烯的化学物理 篠原久典，齐藤弥八，p.134

非专利文献2：J.Mort et al.，Appl.PhyS.Lett.60(14)，1735(1992)

非专利文献3：T.Arai et al.，Solid State Communcations，Vol.84，No.8，827(1992)

非专利文献4：T.Unold et al.，Synthetic Metals 121(2001)1179-1180

非专利文献5：A.Hamed et al.，Physical Review B，Vol.147，No.16，10873(1993)

非专利文献6：Photoelectric Properties and Applications ofLow-Mobility Semiconductors.R.Konenkamp，Springer，p.65

富勒烯是用Cn(n＝60，70，78，84…)表示的球状碳分子，是金刚石、石墨中具有的碳第三同素体。1990年确立大量合成法以来，人们专心致志地展开了对富勒烯的研究。

多名研究者报道了有关富勒烯的导电率。图10是比较过去发表的C₆₀的导电率的曲线图。在图10中，用Mort、Arai、Unold、Hamed、Konenkamp表示的数据，按顺序是非专利文献2至6中报道的C₆₀的导电率。由图可知，富勒烯的导电率对测量真空度依赖性强，存在测量真空度越高、导电率越高的趋势。图中，所谓“In Situ(原位)”意味着通过真空蒸发形成富勒烯薄膜之后，不用从真空容器中将薄膜取出到外面而进行导电率的测量。测量真空度高，比大约10^-8乇(Torr)更高的真空情况，表示大于等于10^-6(Ωcm)^-1的导电率；测量真空度比大约10^-7Torr低的情况下，存在表示小于10^-6(Ωcm)^-1的导电率的倾向。通常，大于等于10^-6(Ωcm)^-1的导电率相当于半导体区域的导电性，小于10^-6(Ωcm)^-1的导电率相当于绝缘体区域的导电性。

富勒烯是具有π电子在球状分子整体中扩展的特别的电子状态的新型物质，作为晶体管、太阳能电池、燃料电池、显示器件、传感器等器件特别是有机器件的材料，期待其显示出优良的特性。在将富勒烯作为器件材料使用中，优选富勒烯具有半导体区域的导电率(大于等于10^-6(Ωcm)^-1)，并且，为了提高高速化、低功耗等的器件性能，优选导电率越高越好。

但是，如上所述，目前报道的富勒烯的导电率跨越从绝缘体区域到半导体区域的宽的范围。作为使富勒烯的导电率下降的主要原因，报道有氧的吸附。在含氧气氛中保管富勒烯时，富勒烯晶体中吸附氧(物理吸附)，导电率就会大幅度下降。例如，已报道了与通过原位测量的导电率相比，已吸附氧的富勒烯的导电率就会下降4个数量级。电子作为大量的载体在富勒烯上吸附氧时，氧带负电，由于作为受体起作用，使导电电子密度降低，因此导电率下降(非专利文献3)。即使在In-Situ测量的情况下，测量真空度不好的情况也不能获得高的导电率(非专利文献4)。人们认为，真空容器中的微量的氧吸附到富勒烯上，就会导致导电率下降。

对在不活泼气体气氛中室温保管的情况下的导电率的变化也有报道。根据非专利文献3，可观测到氮气气氛中保管的情况电阻仅增加几％。根据非专利文献5，21℃下在Ar、N₂或He气氛中保管的情况，报道有C₆₀的导电率没有发现变化。可以认为，即使不活泼气体吸附到富勒烯上，也不会成为使导电率下降的原因。

没有进行调查氧和不活泼性气体以外的杂质对富勒烯的导电率的影响的研究。此外，即使对于氧和不活泼气体而言，实际上也没有进行调整吸附到富勒烯中的杂质浓度，调查与导电率的相关性的研究。

另一方面，报道了恢复吸附氧的富勒烯的导电率的方法。根据非专利文献3、5、6，在真空中，通过加热富勒烯就能够使导电率恢复。此外，在非专利文献1中记载了在真空中或不活泼气氛中若加热到180℃以上，就能够去除大部分氧。