2014年03月03日08:46
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利用印刷技術制作也能實現高性能
目前最有希望的用途可以說是柔性透明導電膜和傳感器（圖2）。透明導電膜可利用CNT和石墨烯的高光透射率和導電性。對於尺寸小，但要求高感度、輕量且結實的傳感器來說，CNT和石墨烯的特性正合適。
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圖2：目前的兩大用途是透明導電膜和高感度傳感器 由碳材料制成的電子部件最初可能是透明導電膜和高感度傳感器。透明導電膜有三種不同的用途（a）。首先以觸摸面板的形式開始了實用化。可以說CNT和石墨烯等碳材料具備高感度傳感器所需的全部性質（b）。 |
透明導電膜和傳感器今后需要在柔性薄膜上利用制造成本低的印刷技術制造。在這方面也是CNT和石墨烯佔優勢。因為其與印刷技術的親和性較高。
以前，利用印刷技術制造電子電路和布線的話，要犧牲性能或耐久性等（圖3）。而採用CNT和石墨烯的透明導電膜、傳感器以及TFT陣列等部件和部材用印刷法制造也沒有太大的缺點。
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圖3：利用印刷技術制作也能確保性能 本圖比較了採用現有技術的元件與採用碳材料的元件。以前，採用印刷技術的晶體管等要犧牲工作性能和耐久性等，而用碳材料制作的話，不但性能很少降低，還能實現較高的耐彎折性。 |
例如，利用CNT使用印刷技術制造的TFT，其載流子遷移率可實現10∼100cm2/Vs。雖然從CNT本來的值來看還低幾位數，但與現有材料相比屬於高水平，與氧化物半導體TFT不相上下。已經開始有詳細比較CNT TFT和氧化物半導體TFT性能的論文出現。
今后，CNT TFT的載流子遷移率有望進一步提高，接近1000cm2/Vs。因對氧氣和水分等基本穩定，所以也無需擔心利用有機半導體制造的TFT（有機TFT）的耐久性。
順便一提，在利用印刷技術制造石墨烯晶體管的案例中，已開始出現載流子遷移率達到了3900cm2/Vs、截止頻率達到25GHz，性能超過現有硅技術的例子。但僅限模擬電路。
力爭實現“石墨烯谷”
透明導電膜和傳感器僅僅是個開始。今后，採用CNT和石墨烯等碳材料的電子部件隨著制造技術的水平進一步提高，極有可能席卷現有技術。瞄准這種可能性的世界各國和各地區針對CNT與石墨烯的研究開發實施了大規模投資（表2）。
其中，投資額較大的是EU的開發項目“Graphene Flagship”。僅針對石墨烯的研究開發就計劃在10年內投資約1400億日元。目的是在沒有硅谷的歐洲打造一個“石墨烯谷”。
雖然Graphene Flagship項目才啟動不久，但已開始取得成果。該項目的主要成員芬蘭諾基亞採用氧化石墨烯，開發出了響應性高達原技術100倍以上的柔性濕度傳感器等。
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