2014年03月03日08:46
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利用印刷技术制作也能实现高性能
目前最有希望的用途可以说是柔性透明导电膜和传感器（图2）。透明导电膜可利用CNT和石墨烯的高光透射率和导电性。对于尺寸小，但要求高感度、轻量且结实的传感器来说，CNT和石墨烯的特性正合适。
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图2：目前的两大用途是透明导电膜和高感度传感器 由碳材料制成的电子部件最初可能是透明导电膜和高感度传感器。透明导电膜有三种不同的用途（a）。首先以触摸面板的形式开始了实用化。可以说CNT和石墨烯等碳材料具备高感度传感器所需的全部性质（b）。 |
透明导电膜和传感器今后需要在柔性薄膜上利用制造成本低的印刷技术制造。在这方面也是CNT和石墨烯占优势。因为其与印刷技术的亲和性较高。
以前，利用印刷技术制造电子电路和布线的话，要牺牲性能或耐久性等（图3）。而采用CNT和石墨烯的透明导电膜、传感器以及TFT阵列等部件和部材用印刷法制造也没有太大的缺点。
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图3：利用印刷技术制作也能确保性能 本图比较了采用现有技术的元件与采用碳材料的元件。以前，采用印刷技术的晶体管等要牺牲工作性能和耐久性等，而用碳材料制作的话，不但性能很少降低，还能实现较高的耐弯折性。 |
例如，利用CNT使用印刷技术制造的TFT，其载流子迁移率可实现10～100cm2/Vs。虽然从CNT本来的值来看还低几位数，但与现有材料相比属于高水平，与氧化物半导体TFT不相上下。已经开始有详细比较CNT TFT和氧化物半导体TFT性能的论文出现。
今后，CNT TFT的载流子迁移率有望进一步提高，接近1000cm2/Vs。因对氧气和水分等基本稳定，所以也无需担心利用有机半导体制造的TFT（有机TFT）的耐久性。
顺便一提，在利用印刷技术制造石墨烯晶体管的案例中，已开始出现载流子迁移率达到了3900cm2/Vs、截止频率达到25GHz，性能超过现有硅技术的例子。但仅限模拟电路。
力争实现“石墨烯谷”
透明导电膜和传感器仅仅是个开始。今后，采用CNT和石墨烯等碳材料的电子部件随着制造技术的水平进一步提高，极有可能席卷现有技术。瞄准这种可能性的世界各国和各地区针对CNT与石墨烯的研究开发实施了大规模投资（表2）。
其中，投资额较大的是EU的开发项目“Graphene Flagship”。仅针对石墨烯的研究开发就计划在10年内投资约1400亿日元。目的是在没有硅谷的欧洲打造一个“石墨烯谷”。
虽然Graphene Flagship项目才启动不久，但已开始取得成果。该项目的主要成员芬兰诺基亚采用氧化石墨烯，开发出了响应性高达原技术100倍以上的柔性湿度传感器等。
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