産業技術総合研究所（産総研）は，単層カーボン・ナノチューブを用いた集積3次元カーボン・ナノチューブ部品の作製に成功した（発表資料）。カーボン・ナノチューブを高密度に配向させた「カーボン・ナノチューブ・ウエハー」を開発したことで，リソグラフィによる微細加工技術の利用を可能にした。これにより，任意の場所に任意の形状の電子部品構造を作製できる。例えば，カーボン・ナノチューブによる3次元形状の電子部品を，基板上に1000個以上集積した（図1）。加えて，この電子部品の電気駆動に成功した。
カーボン・ナノチューブ・ウエハーは，以下の手順で作製する（図2）。（1）Si基板上に，触媒を線状にパターニングする。（2）産総研が2004年度に開発した水分添加CVD法（スーパーグロース法）を利用して，Si基板上に垂直配向のカーボン・ナノチューブ・フィルムを作製する。（3）基板を液体に浸し引き上げることにより，カーボン・ナノチューブ・フィルムをSi基板上に倒伏させる。（4）倒伏したカーボン・ナノチューブ・フィルムが，液体の乾燥と共に高密度化しながら基板に密着し，カーボン・ナノチューブ・ウエハーとなる。
（2）で作製した倒伏前のカーボン・ナノチューブ・フィルムは，平均直径2.8nmのカーボン・ナノチューブが垂直配向し密度0.03g/cc。（4）で作製したカーボン・ナノチューブ・ウエハーは，液体乾燥時に高密度化されることで，密度0.5g/ccの板状になる。このカーボン・ナノチューブ・ウエハーは，軽量で強靭な機械特性を有する一方，非常に柔軟で，90度以上曲げても断線しないという（図3）。電気特性は，カーボン・ナノチューブの配向と平行方向には抵抗率0.008Ω・cm，垂直方向では0.20Ω・cmと異方性を示した。
カーボン・ナノチューブ・ウエハーは，フォトマスク用のレジストを塗布しても壊れることなく，リソグラフィ技術によって任意の形状に加工できる。また，Si基板上にあらかじめ用意した溝などの上に，カンチレバー状などのカーボン・ナノチューブ構造体を作製することも可能。カーボン・ナノチューブ・ウエハー自体も，3次元的な形状を保持できる。実際に産総研は，集積したカーボン・ナノチューブの3次元カンチレバーや，3次元配線を作製した（図4）。
カーボン・ナノチューブ構造体の導電性を利用し，電気駆動が可能である。例えば，すべての電極がカーボン・ナノチューブから成るカーボン・ナノチューブ・リレーを作製し駆動させた。ゲート電極に電圧を印加することで，カーボン・ナノチューブ・カンチレバーの機械的スイッチングに成功した（図5）。
産総研は今後，カーボン・ナノチューブ・ウエハーの物性評価を行い，その特性を活かすカーボン・ナノチューブ部品の開発を進める。企業や大学との連携を重視し，カーボン・ナノチューブ・フィルムを提供する予定である。
今回の研究成果は，2008年5月4日に，英国科学誌「Nature Nanotechnology」のオンライン版に掲載された。
