CN103003196A

CN103003196A - 用于制造碳纳米结构的装置和用于制造碳纳米结构的方法

Info

Publication number: CN103003196A
Application number: CN2012800020339A
Authority: CN
Inventors: 日方威; 大久保总一郎
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP5708213B2; TW201247532A; WO2012153557A1; US9162891B2; JP2012232877A; CN103003196B; US20130078177A1

Abstract

可以获得用于制造碳纳米结构的装置和用于制造碳纳米结构的方法，该装置和方法能够实现增加碳纳米结构的长度和稳定碳纳米结构的形状。用于碳纳米结构的制造装置（1）包括：在其上生长碳纳米结构（20）的催化剂部件（4）、源气体供给单元（11）和源气体供给管（5）、线圈（7、8）以及加热器（6）。源气体供给单元（11）和源气体供给管（5）向催化剂部件（4）供给用于形成碳纳米结构（20）的碳。线圈（7、8）施加梯度磁场（例如，由磁通线（9、10）指示的会切磁场），梯度磁场的磁场强度从催化剂部件（4）的一个表面向与该一个表面相反的另一表面逐渐增加。加热器（6）加热催化剂部件（4）。

Description

用于制造碳纳米结构的装置和用于制造碳纳米结构的方法

技术领域

本发明涉及用于制造碳纳米结构的装置和用于制造碳纳米结构的方法，更特别地，涉及通过使用催化剂部件来制造碳纳米结构的装置和制造碳纳米结构的方法。

背景技术

常规地，人们期望诸如碳纳米管等碳纳米结构成为在电力传输和通信中所使用的优秀的下一代导电材料。作为用于制造碳纳米结构的方法，已经提出了多种方法，其中包括通过使用金属纳米颗粒催化剂的催化剂CVD法以及碳透过法（例如参见，SEI技术杂志，No.173，pp.30-34，2008年7月，发明人为Takeshi HIKATA的“用于较长长度碳纳米管的新制造工艺的研究”（非专利文献1））。

引用列表

非专利文献

非专利文献1：SEI技术杂志，No.173，pp.30-34，2008年7月，发明人为Takeshi HIKATA的“用于较长长度碳纳米管的新制造工艺的研究”。

发明内容

技术问题

本发明的发明人已经研究了关于通过上文提到的非专利文献1中所公开的碳透过法来制造碳纳米管的方法，并且通过该碳透过法成功制造出具有长度大约100μm到200μm的碳纳米管。然而，常规方法难以制造长度长于200μm的碳纳米管。此外，难以将所获得的碳纳米管稳定地保持为一致的形状（例如，沿一个方向延伸而不弯曲的形状）。

另一方面，考虑到实际使用，诸如碳纳米管等碳纳米结构需要进一步增加长度和具有稳定的形状。

为了解决上述问题提出本发明，并且本发明的目的是提供用于制造碳纳米结构的装置和用于制造碳纳米结构的方法，该装置和方法能够实现增加所述碳纳米结构的长度和稳定碳纳米结构的形状。

技术方案

本发明的发明人基于铁中的碳的扩散系数在梯度磁场中增大的知识得出如下新想法并且完成本发明：即，利用梯度磁场以便促进在制造碳纳米结构所使用的催化剂部件中的碳的扩散。也就是说，根据本发明的用于制造碳纳米结构的装置包括：在其上生长碳纳米结构的催化剂部件、原料供给单元、磁场产生部件以及加热部件。原料供给单元向催化剂部件供给用于形成碳纳米结构的碳。磁场产生部件施加梯度磁场，该梯度磁场的磁场强度从催化剂部件的一个表面向与该一个表面相反的另一表面逐渐增加。加热部件加热催化剂部件。

于是，在加热催化剂部件并且同时对催化剂部件施加梯度磁场的情况下，将碳供给到催化剂部件的一个表面。在此情况下，梯度磁场促进催化剂部件中的碳从催化剂部件的一个表面侧向另一表面侧扩散。因此，由于供给到催化剂部件的一个表面的碳逐渐扩散到另一表面侧，因此可以防止一个表面上的碳浓度处于饱和。据此，可以防止由于一个表面上的碳浓度饱和而引起在该一个表面上停止对碳的捕获。因此，由于碳被连续不断地供给到催化剂部件的另一表面侧，所以可以在另一表面上连续不断地生长碳纳米结构。结果，可以实现增加碳纳米结构的长度。

此外，通过施加梯度磁场，催化剂部件的另一表面的形状受到由磁场引起的应力。利用该应力，当碳纳米结构生长时，催化剂部件的表面形状被稳定。结果，可以防止生长着的碳纳米结构由于催化剂的表面形状的变化而变得形状不稳定（例如，不规则地变化）。

根据本发明的用于制造碳纳米结构的方法包括：对在其上生长碳纳米结构的催化剂部件的准备步骤和通过加热催化剂部件的同时向催化剂部件供给碳而在催化剂部件上生长碳纳米结构的步骤。在生长碳纳米结构的步骤中，施加梯度磁场，该梯度磁场的磁场强度从催化剂部件的一个表面向与该一个表面相反的另一表面逐渐增加。可使用上述用于制造碳纳米结构的装置执行用于制造碳纳米结构的上述方法。

然后，利用梯度磁场促进催化剂部件中的碳从催化剂部件的一个表面侧向另一表面侧扩散。因此，由于供给到催化剂部件的一个表面的碳逐渐地扩散到另一表面侧，所以可以防止一个表面上的碳浓度处于饱和。据此，可以防止由于一个表面上的碳浓度处于饱和而引起在该一个表面上停止对碳的捕获。因此，由于碳被连续不断地供给到催化剂部件的另一表面侧，所以可以在另一表面上连续不断地生长碳纳米结构。结果，可以实现增加碳纳米结构的长度。

此外，通过施加梯度磁场，催化剂部件的另一表面的形状受到由磁场引起的应力。利用该应力，当碳纳米结构生长时，催化剂部件的表面形状被稳定。结果，可以防止生长着的碳纳米结构由于催化剂的表面形状的变化而变得形状不稳定。

有益效果

根据本发明，可以实现增加所述碳纳米结构的长度和稳定所述碳纳米结构的形状。

附图说明

图1是示出根据本发明的用于制造碳纳米结构的装置的第一实施例的示意图。

图2是图1中所示的制造装置1中所使用的催化剂部件的示意性俯视图。

图3是沿着图2中的III-III线截取的示意性截面视图。

图4是示出催化剂部件的变型例的示意性俯视图。

图5是沿着图4中的V-V线截取的示意性截面视图。

图6是示出使用图1中所示的制造装置制造碳纳米管的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将基于附图说明本发明的实施例。注意的是，在附图中，相同或相应部分具有相同的附图标记，并且将不再重复对它们的详细说明。

（第一实施例）

参照图1到图3，将说明根据本发明的用于制造碳纳米结构的装置。注意的是，本说明书中的碳纳米结构指的是主要由碳原子构成的精细结构，举例来讲，诸如为碳纳米管和石墨条带等。

在图1中所示的制造装置包括处理容器2、催化剂部件4、用于加热催化剂部件4的加热器6以及用于对催化剂部件4施加梯度磁场的线圈7和8。处理容器2的在垂直于图1的方向上的截面形状可以具有任何形状，诸如圆形或矩形等。在处理容器2内布置有催化剂部件4。源气体回收室3布置为与此催化剂部件4的一个表面连接。换句话说，源气体回收室3的壁面的一部分由催化剂部件4的一个表面的至少一部分形成。然后，在与催化剂部件4的该一个表面面对的位置处布置有源气体供给管5。源气体供给管5的一端布置在源气体回收室3的内部，而源气体供给管5的另一端与源气体供给单元11连接。

源气体供给单元11经由源气体供给管5对催化剂部件4的该一个表面供给包含成为碳纳米管的原料的碳的源气体。也就是说，从源气体供给单元11供给的源气体经由源气体供给管5被喷射到催化剂部件4的该一个表面上，如箭头12所指示。在催化剂部件4中，从源气体供给的碳通过该一个表面被捕获到内部，然后碳在催化剂中扩散到另一表面侧（与面向源气体回收室3的一个表面相反的表面）。然后，在催化剂部件4的另一表面上生长碳纳米管20。注意的是，如上所述喷射到催化剂部件4的一个表面上的源气体然后在源气体回收室3中循环并且被回收，如箭头13所指示。注意的是，作为包含碳的源气体，例如，优选使用诸如甲烷或乙烯等烃基气体、诸如乙醇或甲醇等醇基气体或一氧化碳气体等等。此外，上述源气体还优选包含诸如二氧化碳（CO₂）或水（H₂O）等氧化气体。更期望是，对源气体添加上述氧化气体，这是由于可获得在催化剂部件4的上述一个表面上的碳浓度更不容易饱和的效果。

用于加热催化剂部件4的加热器6布置在处理容器2中。例如，加热器6布置在处理容器2的壁的内周表面上。注意的是，加热器6可布置在处理容器2的外部。尽管可使用任何加热机构作为加热器6，并且例如可使用电热加热器等。

用于形成如磁通线9和10所指示的会切磁场的线圈7和8布置在处理容器2的外部。线圈7和8各自具有围绕处理容器2的外周的环形形状。假设从催化剂部件4的一个表面到另一表面延伸的轴线是中心轴线，则线圈7和8在沿着中心轴线的方向上对齐并且围绕中心轴线布置。

通过使电流流过这样的线圈7和8，生成如磁通线9和10所指示的所谓的会切磁场。借助于此会切磁场，催化剂部件4在其厚度方向上的磁场强度发生变化（具体地，磁场强度从面向源气体供给管5的一个表面侧到生长碳纳米管20的另一表面侧逐渐地增加）。通过施加这样的会切磁场（其磁场强度在催化剂部件4的厚度方向上变化），可促进碳从催化剂部件4的一个表面侧向另一表面侧扩散。结果，可以防止催化剂部件4的一个表面的碳浓度达到饱和浓度，从而碳可以连续不断地被捕获到催化剂部件4的内部。因此，可以连续不断地生长碳纳米管20。注意的是，如果可以对催化剂部件4施加如上所述的梯度磁场，则可以使用除了如上所述的使用线圈7和8的结构之外的任何磁场产生部件。例如，可使用这样的方法：即，通过仅布置单一线圈围绕催化剂部件4或在催化剂部件4的周围布置具有不同容量的多个线圈来生成梯度磁场。关于上述线圈等的布置，使磁场梯度强度最大化的布置是优选的。

现在，将参照图2和图3说明催化剂部件4的结构。

如图2和图3中所示，催化剂部件4构造为使得其平面形状是圆形的并且多根铁丝15布置在由银制成的基底部件14中以从一个表面侧延伸穿过另一表面侧。优选地，如果铁丝15的形状是圆柱形则将形成碳纳米管，而如果铁丝15具有条带的形状则将形成碳纳米管或石墨片。构成上述碳纳米管的碳在铁丝15中扩散。然后，在图1中所示的催化剂部件4的另一表面侧上，从这个铁丝15的表面（端面）生长碳纳米管20。注意的是，稍后将说明用于制造图2和图3中的催化剂部件4的方法。

将参照图4和图5说明根据本发明的用于制造碳纳米管的装置所用的催化剂部件的变型例。

在图4和图5中所示的催化剂部件4具有形成在由铁制成的基膜24的表面上的氧化铝膜25，该氧化铝膜25具有多个开口26。如图4中所示，氧化铝膜25上的开口26分布在催化剂部件4的表面中。利用开口26露出基膜24的一部分。在使用这样的催化剂部件4作为图1中所示的制造装置1的催化剂部件4的情况下，基膜24的没有形成氧化铝膜25的一个表面27侧布置在面向图1的源气体供给管5的位置处。

可以采用任何方法作为用于制造图4和图5中所示的催化剂部件4的方法。例如，可使用同时沉积氧化铝和铁的方法（例如，RF磁控管溅射法）形成催化剂部件4。选择性地，通过任何方法制造由铁制成的基膜24，然后通过在基膜24的表面上溅射或类似方法而形成具有开口26的氧化铝膜25。可使用诸如事先在下述区域上形成光致抗蚀图等方法来形成开口26：在该区域，使用光刻法等方法在基膜24上形成开口26，其后形成氧化铝膜25，然后将氧化铝膜25的已形成在光致抗蚀图上的部分连同光致抗蚀图一起去除。

即使当使用这样结构的催化剂部件4时，碳在由铁制成的基膜24中从一个表面27侧向氧化铝膜25侧扩散。然后，从形成在氧化铝膜25中的开口26所露出的基膜24的表面生长碳纳米管20（见图1）。此外，在图1中所示的制造装置1中，利用由线圈7和8产生的梯度磁场促进基膜24中的碳从一个表面27侧向氧化铝膜25侧扩散。由此，可以防止发生例如这样的问题：在由铁制成的基膜24的一个表面27上碳浓度处于饱和，从而将碳原子捕获到基膜24内的速率降低。因此，可以连续不断地生长碳纳米管20，结果，可以获得比常规方法获得的碳纳米管长的碳纳米管20。注意的是，在图2到图4中所示的催化剂部件4的结构是实例，并且可以利用任何能够实现下述功能的结构的催化剂部件：即，能够按照碳纳米管的生长温度从一个表面侧向另一表面侧扩散碳。

现在，将参考图6说明使用图1中所示的制造碳纳米结构的制造装置1制造碳纳米结构的方法（用于制造碳纳米管20的方法）。

如图6中所示，首先，执行催化剂准备步骤（S10）。具体地，准备例如图2和图3中所示的催化剂部件4。此催化剂部件4可以通过任何方法制造，并且可以通过例如以下方法（所谓的拉丝法）来制造。

也就是说，首先，将高纯度铁的线材（例如，由以质量计铁的比例为99.998%的高纯度铁制成的线材）插入由银制成的管内，并且该管与高纯度铁的线材一起受到拉丝处理。然后，将通过拉丝而获得的线材切割成预定长度。然后，将多个线材聚集在一起，并且将这些多个线材填入由银制成的另一个管中。然后，将管再次进行拉丝处理。

将这样的工序步骤（即，拉丝步骤-切割步骤-插入步骤）重复若数次后，获得如图2和图3所示的部件（例如，具有直径10mm的圆柱形部件），该部件形成有由银制成的基底部件14和延伸通过基底部件14的内部的多个铁丝15。然后，通过沿着垂直于铁丝15延伸方向的方向将此部件切片，可以获得如图2和图3中所示的催化剂部件4。例如，注意的是，催化剂部件4可以具有大约50μm的厚度。然后，将如此获得的催化剂部件4布置在图1中所示的制造装置1的内部。

接下来，如图6中所示，执行碳纳米管（CNT）生长步骤（S20）。具体地，将包含有碳原子的用于碳纳米管的源气体从源气体供给单元11经由源气体供给管5供给到催化剂部件4的一个表面。此时，事先地，利用加热器6将催化剂部件4加热到预定温度，并且将电流施加于线圈7和8，由此生成如磁通线9和10所指示的磁场（会切磁场）。在对催化剂部件4施加梯度磁场并且催化剂部件4被加热的情况下，将包含碳的源气体供给到催化剂部件4的一个表面。结果，碳沿着催化剂部件4的厚度方向（从一个表面向另一表面的方向）扩散，并且在催化剂部件4的另一表面上生长碳纳米管20。由于借助于梯度磁场能够促进碳在催化剂部件4中扩散，因此可以防止发生例如这样的问题：在催化剂部件4的一个表面上碳浓度处于饱和从而抑制对碳原子进行捕获。

由于利用会切磁场使得铁丝15的位于催化剂部件4的另一表面侧的端部形状呈稳定状态，因此可防止所形成的碳纳米管20的形状发生改变，诸如呈极大弯曲。结果，能够获得弯曲相对较小的碳纳米管20。

尽管下文中存在上述实施例的一些重复说明，但是下文将列举本发明的特征结构。

根据本发明的用于碳纳米结构的制造装置1包括：催化剂部件4，在其上生长作为碳纳米结构的碳纳米管20；原料供给单元（源气体供给单元11、源气体供给管5）；磁场产生部件（线圈7、8）以及加热部件（加热器6）。原料供给单元（源气体供给单元11、源气体供给管5）对催化剂部件4供给用于形成碳纳米管20的碳。磁场产生部件（线圈7、8）施加梯度磁场（例如，由磁通线9、10指示的会切磁场），该梯度磁场的磁场强度从催化剂部件4的一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）向面向该一个表面的另一表面（图3的铁丝15的另一端面或图5的与一个表面27相反的由铁制成的基膜24的利用氧化铝膜25的开口26露出的一部分表面）逐渐增加。加热部件（加热器6）加热催化剂部件4。

于是，在加热催化剂部件4并且同时对催化剂部件4施加梯度磁场的情况下，将碳供给到催化剂部件4的一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）。在此情况下，梯度磁场促进催化剂部件4中的碳从催化剂部件4的一个表面侧（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）向另一表面侧扩散。因此，由于供给到催化剂部件4的一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）的碳逐渐扩散到另一表面侧，所以可以防止在上述一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）上的碳浓度处于饱和。据此，可以防止由于在一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）上的碳浓度处于饱和而引起在该一个表面上停止对碳的捕获。因此，由于碳被连续不断地供给到催化剂部件4的另一表面侧，所以可以在另一表面上连续不断地生长碳纳米管20。结果，可以实现增加碳纳米管20的长度。

此外，通过施加梯度磁场，催化剂部件4的另一表面的形状受到由磁场引起的应力。利用该应力，当碳纳米管20生长时，催化剂部件4的表面形状被稳定。结果，可以防止生长着的碳纳米管20由于催化剂部件4的表面形状的变化而变得形状不稳定（例如，不规则地变化）。因此，可以获得相对笔直地延伸的碳纳米管20。

用于碳纳米结构的上述制造装置1可以还包括原料室（源气体回收室3），该原料室与催化剂部件4的一个表面27的至少一部分连接并且具有由催化剂部件4的一个表面27的至少一部分形成的内壁部分。原料供给单元（源气体供给单元11、源气体供给管5）可以向源气体回收室3供给包含碳的源气体。

在此情况下，由于催化剂部件4的一个表面27暴露于源气体回收室3的内部，所以经由源气体供给管5供给的源气体可以选择性地与一个表面27接触。因此，源气体中的碳可以通过一个表面27被捕获到催化剂部件4的内部。也就是说，由于催化剂部件4的生长碳纳米管20的部分（另一表面）与被供给作为原料的碳的部分（一个表面27）可以分开，因此可以防止发生例如这样的问题：由于源气体的影响，碳纳米管20的生长受到抑制。

此外，通过施加梯度磁场，促进碳在催化剂部件4中从一个表面27侧到另一表面侧的扩散。因此，通过选择性地将碳供给到一个表面27，可以充分利用通过梯度磁场促进碳扩散的效果。

在用于碳纳米结构的上述制造装置1中，假设从催化剂部件4的一个表面27到另一表面延伸的轴线是中心轴线，磁场产生部件（线圈7、8）可包括在沿着中心轴线的方向上对齐并且围绕中心轴线布置的两个线圈7、8。

在此情况下，由两个线圈7、8形成的磁场是所谓的会切磁场，并且磁场强度可以呈梯度地增加。据此，催化剂部件4中的磁场梯度可以有效地增加，结果可以进一步促进催化剂部件4中的碳的扩散。

根据本发明的用于制造碳纳米结构的方法包括：对其上生长碳纳米结构的催化剂部件4的准备步骤（催化剂准备步骤（S10））；以及通过在加热催化剂部件4的同时向催化剂部件4供给碳而在催化剂部件4上生长碳纳米结构（碳纳米管20）的步骤（CNT生长步骤（S20））。在CNT生长步骤（S20）中，施加梯度磁场，该梯度磁场的磁场强度从催化剂部件4的一个表面27向与该一个表面27相反的另一表面逐渐增加。可使用用于碳纳米结构的上述制造装置1执行用于制造碳纳米结构的上述方法。

于是，通过梯度磁场促进催化剂部件4中的碳从催化剂部件4的一个表面27侧向另一表面侧扩散。因此，由于供给到催化剂部件4的一个表面27的碳逐渐地扩散到另一表面侧，所以可以防止在一个表面（图3的铁丝15的一个端面或图5的一个表面27）上的碳浓度处于饱和。据此，可以防止由于在一个表面上的碳浓度饱和而引起在该一个表面上停止对碳的捕获。因此，由于碳被连续不断地供给到催化剂部件4的另一表面侧，所以可以在另一表面上连续不断地生长碳纳米管20。结果，可以实现增加碳纳米管20的长度。

此外，通过施加梯度磁场，催化剂部件4的另一表面的形状受到由磁场引起的应力。利用该应力，当碳纳米管20生长时，催化剂部件4的表面形状被稳定。结果，可以防止生长着的碳纳米管20由于催化剂部件4的表面形状的变化而变得形状不稳定。

在用于制造碳纳米结构的上述方法中，在生长碳纳米结构的步骤中（CNT生长步骤（S20）），碳可被供给到催化剂部件4的一个表面，并且可在催化剂部件4的另一表面上生长碳纳米管20。

在此情况下，催化剂部件4的生长碳纳米管20的部分（另一表面）与被供给作为原料的碳的部分（一个表面27）可以分开。因此，可以防止发生例如这样的问题：由于源气体的影响，碳纳米管20的生长受到抑制。

在用于制造碳纳米结构的上述方法中，在生长碳纳米结构的步骤中（CNT生长步骤（S20）），假设从催化剂部件4的一个表面到另一表面延伸的轴线是中心轴线，则可以由两个线圈7和8所产生的会切磁场形成梯度磁场，该两个线圈7和8在沿着中心轴线的方向上对齐并且围绕中心轴线布置。

在此情况下，关于向催化剂部件4所施加的梯度磁场，磁场强度可以利用会切磁场而进一步呈梯度地增加。据此，可以进一步促进催化剂部件4中的碳的扩散。结果，可以提高碳纳米管20的生长速率。

应该理解的是，在文中所公开的实施例在每个方面是例举性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求限定而非由上述说明限定，并且意在涵盖与权利要求的条款等同意义和范围内的任何变型。

工业实用性

本发明特别有利地适用于诸如碳纳米管或石墨条带等长的碳纳米结构的制造。

附图标记列表

1制造装置；2处理容器；3源气体回收室；4催化剂部件；5源气体供给管；6加热器；7、8线圈；9、10磁通线；11源气体供给单元；12、13箭头；14基底部件（Ag）；15铁丝；20碳纳米管；24铁基膜；25氧化铝膜；26开口；27一个表面。

Claims

1.一种用于制造碳纳米结构的装置，包括：

催化剂部件（4），在其上生长碳纳米结构（20）；

原料供给单元（11、5），其用于向所述催化剂部件（4）供给用于形成所述碳纳米结构（20）的碳；

磁场产生部件，其用于施加梯度磁场，所述梯度磁场的磁场强度从所述催化剂部件（4）的一个表面向与所述一个表面相反的另一表面逐渐增加；以及

加热部件（6），其用于加热所述催化剂部件（4）。

2.根据权利要求1所述的用于制造碳纳米结构的装置，还包括：

原料室（3），其与所述催化剂部件（4）的所述一个表面的至少一部分连接并且具有由所述催化剂部件（4）的所述一个表面的至少一部分形成的内壁部分，

其中，所述原料供给单元（11、5）向所述原料室（3）供给包含所述碳的源气体。

3.根据权利要求1所述的用于制造碳纳米结构的装置，其中，

假设从所述催化剂部件（4）的所述一个表面到所述另一表面延伸的轴线是中心轴线，则所述磁场产生部件包括在沿着所述中心轴线的方向上对齐并且围绕所述中心轴线布置的两个线圈（7、8）。

4.一种用于制造碳纳米结构的方法，包括下述步骤：

准备催化剂部件（4）的步骤（S10），将在所述催化剂部件（4）上生长碳纳米结构（20）；以及

通过在加热所述催化剂部件（4）的同时向所述催化剂部件（4）供给碳而在所述催化剂部件（4）上生长所述碳纳米结构（20）的步骤（S20），

其中，在生长所述碳纳米结构的步骤（S20）中，施加梯度磁场，所述梯度磁场的磁场强度从所述催化剂部件（4）的一个表面向与所述一个表面相反的另一表面逐渐增加。

5.根据权利要求4所述的用于制造碳纳米结构的方法，其中，

在生长所述碳纳米结构的步骤（S20）中，向所述催化剂部件（4）的所述一个表面供给所述碳，并且在所述催化剂部件（4）的所述另一表面上生长所述碳纳米结构（20）。

6.根据权利要求4所述的用于制造碳纳米结构的方法，其中，

在生长所述碳纳米结构的步骤（S20）中，假设从所述催化剂部件（4）的所述一个表面到所述另一表面延伸的轴线是中心轴线，则由两个线圈（7、8）所产生的会切磁场形成所述梯度磁场，所述两个线圈（7、8）在沿着所述中心轴线的方向上对齐并且围绕所述中心轴线布置。