NEC，米乐m6官方网站（以下简称 AIST）纳米材料研究部，名城纳米碳有限公司（以下简称名城纳米碳）是非离子分散剂（注1），半导体型单壁碳纳米管（CNT（注2））（图1）。这个结果是新能源与产业技术综合开发机构 (NEDO) 项目（注 3）的一些成就Meijo Nano Carbon将从2018年开始销售样品。
此半导体型CNT印刷电子（注4）作为器件制造材料，可以制造大面积、超薄、柔性、廉价且能够高速运行的高性能晶体管。未来，我们预计它将应用于物联网应用所需的传感器设备，例如便利店和超市等营销应用以及医疗应用。
新开发的单壁碳纳米管分离技术“电场诱导层形成（ELF法）”，通过用非离子表面活性剂分散碳纳米管，并用密度梯度对碳纳米管分散体进行电泳，可以将碳纳米管分离成高纯度的半导体型和金属型。由于制造的半导体碳纳米管分散体不含离子表面活性剂，因此可以制造出不会对器件操作产生负面影响的高功能墨水，从而可以在印刷电子产品中稳定地制造高性能晶体管。
我们将把产品销售给国内外的企业、大学、研究机构等，并计划在未来三年内通过联合开发应用程序向100家企业和组织提供该产品。
单壁碳纳米管是由碳制成的圆柱形结构，直径约为1纳米，长度为数微米（注2）众所周知，根据碳的排列（卷绕方法），它表现出不同的物理性质，例如半导体型和金属型。特别是，半导体碳纳米管作为印刷电子产品（高功能墨水）的材料而备受关注，印刷电子产品使用印刷技术生产电子电路等电子产品。印刷电子产品很昂贵电子迁移率（注5）和化学稳定的半导体碳纳米管晶体管通道（注6）通过使用它作为材料，可以制造大面积、超薄、灵活、廉价、能够高速运行的传感器设备，这对于高性能物联网应用至关重要。
然而，单壁碳纳米管是半导体和金属类型的混合物，因此为了将其用作高性能晶体管的高功能墨水材料，有效分离高纯度半导体碳纳米管的技术至关重要。按照惯例，密度梯度超速离心法（注7）是啊凝胶柱色谱法（注8）已经提出，但由于它们都使用离子表面活性剂，因此它们在电子应用中使用时会带来诸如设备操作不稳定等问题。
NEC和AIST开发了一种不使用离子表面活性剂的称为“电场诱导层形成（ELF法）”的单壁CNT分离技术，并在NEDO项目中成功分离了纯度超过99%的半导体CNT（图1）。 NEC、AIST 和 Meijo NanoCarbon 建立了世界上第一个使用 ELF 方法制造半导体 CNT 的技术。这使得可以在不使用对设备操作产生不利影响的分散剂的情况下制造高功能墨水材料，并有望实现使用印刷电子的高性能晶体管。
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图 1 使用 ELF 方法分离出的半导体和金属 CNT 的分散体，纯度超过 99%
（半导体型CNT为蓝色，金属型CNT为红色） |
新开发的ELF法是一种使用非离子表面活性剂分散单壁碳纳米管，将分散液放入分离装置中，对放置在上方和下方的电极施加电压以将它们分离的技术（图2（a））。该技术利用半导体和金属单壁碳纳米管之间的表面电位差，无载体电泳（注 9）分别向阴极和阳极，在分离槽中的分散液中形成密度梯度，实现半导体和金属单壁碳纳米管的稳定分离（图2（b））。
我们使用该技术评估了使用高性能半导体 CNT 墨水制造的场效应晶体管 (FET)。开启状态和关闭状态（注10）完全分离（图3）。
通过使用ELF方法，可以制造纯度超过99%的半导体碳纳米管，还可以制造具有优异的涂覆和印刷特性以及高性能和稳定运行的器件。此外，制造设备便宜、简单、易于规模化，适合大规模生产。
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| 图2(a)采用ELF法的单壁CNT分离装置(b)光吸收光谱 |
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图 3 使用高性能半导体 CNT 墨水制造的 FET 的器件特性
（在排列有 16×16 FET 的柔性板上确认） |
NEC、NEDO 和 Meijo NanoCarbon 将在第 17 届国际纳米技术展览会和技术会议“nano tech 2018”（2018 年 2 月 14 日至 16 日在东京国际展示场举行，网址：http://wwwnanotechexpojp/）展出。
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