技術分野
カーボンナノチューブの製造方法及び製造装置
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
カーボンナノチューブは、機械的強度が高く、軽く、電気伝導特性が良く、熱特性が良く、化学的耐腐食性が高く、且つ電界電子放出特性が良いといった優れた特性を有する素材である。したがって、カーボンナノチューブの用途として、軽量高強度ワイヤ、走査プローブ顕微鏡(SPM)の探針、電界放出ディスプレイ(FED)の冷陰極、導電性樹脂、高強度樹脂、耐腐食性樹脂、耐摩耗性樹脂、高度潤滑性樹脂、二次電池や燃料電池の電極、LSIの層間配線材料、バイオセンサーなどが考えられている。
カーボンナノチューブの製造方法としては、例えばアーク放電法やレーザー蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等がある。CVD法では、例えば次のような方法によってカーボンナノチューブを合成することができる。すなわち、触媒となる金属を容器内に設置した上で、容器内の温度を例えば650℃〜1300℃とし、炭素源としての炭化水素等をこの容器内に供給する。一例では、平らな表面を有する基板の該表面上に、触媒としての金属膜をスパッタリング等によって形成する。そして、この基板を炉内に設置して炉内温度を所定の温度まで昇温させ、アセチレンや水素、アンモニア等が混合されたガスを炉内に供給することによりガスと触媒との化学反応が生じ、基板表面にカーボンナノチューブが生成する。このカーボンナノチューブは、基板表面に対して略垂直に配向する。
しかしながら、特許文献2等に記載された従来の製造方法では、カーボンナノチューブの長さが最長で2mm程度に止まっており、軽量高強度ワイヤ等の材料として好適な、より長尺のカーボンナノチューブを製造しうる方法が望まれている。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、長尺のカーボンナノチューブを製造することが可能な方法及び装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
上述した課題を解決するために、一実施形態によるカーボンナノチューブの製造方法は、カーボンナノチューブを成長させる為の触媒が収容された容器内に、カーボンナノチューブの原料となる炭素化合物を供給することによりカーボンナノチューブを成長させる工程を含み、該工程において、炭素化合物の供給によってカーボンナノチューブとは別に触媒の表面に堆積する炭素生成物の生成量を低減する為の、ハロゲン単体及びハロゲン・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によるカーボンナノチューブの製造方法及び製造装置によれば、長尺のカーボンナノチューブを製造することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 図1は、一カーボンナノチューブの製造方法に使用される製造装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】 図2は、一製造方法を示すフローチャートである。
【図3】 図3は、カーボンナノチューブが、基板上に形成された触媒粒子より上方に成長する様子を示す図である。
【図4】 図4は、ハロゲン含有物ガスの供給量と、カーボンナノチューブの成長開始(すなわち原料ガスの供給開始)からの経過時間との関係の一例を示すグラフである。
【図5】 図5は、実施例1において作製されたカーボンナノチューブの長さと、成長時間との関係を示すグラフである。
【図6】 図6は、4mmを超える長さに成長したカーボンナノチューブを示す写真である。
【図7】 図7は、実施例2において作製されたカーボンナノチューブの長さと、成長時間との関係を示すグラフである。
10…製造装置、12…電気炉、14…反応容器管、16…ヒータ、18…熱電対、20…制御部、22…ガス供給部、23…圧力調整バルブ、24…排気部、26…触媒、28…基板、30…原料ガス、32…ハロゲン含有物ガス、42…カーボンナノチューブ、44…触媒粒子、A…所定方向。
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