JP2002255527A - カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法 - Google Patents
カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法Info
- Publication number
- JP2002255527A JP2002255527A JP2001107835A JP2001107835A JP2002255527A JP 2002255527 A JP2002255527 A JP 2002255527A JP 2001107835 A JP2001107835 A JP 2001107835A JP 2001107835 A JP2001107835 A JP 2001107835A JP 2002255527 A JP2002255527 A JP 2002255527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon nanotube
- catalyst metal
- tip
- open end
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な工程、低コストで、きわめて電界
集中の高い、電子放出特性にすぐれた開端を有するカー
ボンナノチューブを得る。 【解決手段】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製
造された、先端に触媒金属２が残存するカーボンナノチ
ューブ１を、触媒金属に対向する位置に磁石１５を配置
し、磁石１５の磁力により触媒金属２を吸着して除去
し、カーボンナノチューブの先端に複数のエッジを有す
る開端を形成する。
集中の高い、電子放出特性にすぐれた開端を有するカー
ボンナノチューブを得る。 【解決手段】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製
造された、先端に触媒金属２が残存するカーボンナノチ
ューブ１を、触媒金属に対向する位置に磁石１５を配置
し、磁石１５の磁力により触媒金属２を吸着して除去
し、カーボンナノチューブの先端に複数のエッジを有す
る開端を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノチュ
ーブ（ＣＮＴ）及びこのカーボンナノチューブを得るた
めの加工法に関し、特に、低電圧のフィールドエミッシ
ョンディスプレーのエミッタ、走査プローブ型顕微鏡
（ＳＴＭ）、電池用電極材料等に利用されるカーボンナ
ノチューブ（ＣＮＴ）の加工法及び該加工法により形成
されたカーボンナノチューブに関する。
ーブ（ＣＮＴ）及びこのカーボンナノチューブを得るた
めの加工法に関し、特に、低電圧のフィールドエミッシ
ョンディスプレーのエミッタ、走査プローブ型顕微鏡
（ＳＴＭ）、電池用電極材料等に利用されるカーボンナ
ノチューブ（ＣＮＴ）の加工法及び該加工法により形成
されたカーボンナノチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極線管のように大きな熱エネルギーを
与えて熱電子放出を起こすのではなく、強電界を印加す
ることで冷電子を放出する冷陰極に関する研究がデバイ
ス面、材料面の両面において、盛んに研究開発されてい
る。近年、円筒状に巻いたグラファイト層が入れ子状に
なった形状を有するカーボンナノチューブが発見され
（Ｓ．Ｉｉｊｉｍａ，Ｎａｔｕｒｅ，３５４，５６，１
９９１参照）、ダイアモンド、ダイアモンドライクカー
ボン等と同様に、炭素材料の電子デバイスへの応用が期
待されている有用な新機能材料として各方面で注目され
ているところである。
与えて熱電子放出を起こすのではなく、強電界を印加す
ることで冷電子を放出する冷陰極に関する研究がデバイ
ス面、材料面の両面において、盛んに研究開発されてい
る。近年、円筒状に巻いたグラファイト層が入れ子状に
なった形状を有するカーボンナノチューブが発見され
（Ｓ．Ｉｉｊｉｍａ，Ｎａｔｕｒｅ，３５４，５６，１
９９１参照）、ダイアモンド、ダイアモンドライクカー
ボン等と同様に、炭素材料の電子デバイスへの応用が期
待されている有用な新機能材料として各方面で注目され
ているところである。
【０００３】カーボンナノチューブの作成方法として
は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法（本明細書では単に
「ＣＶＤ法」という。）、アーク法、レーザーアブレイ
ション法等が知られているところである。ＣＶＤ法で
は、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＮｉ等を含有する触媒金属を基体
上に分散し、エチレン、アセチレン、メタン又は一酸化
炭素ガスを原料ガスとして含む雰囲気中で４００〜８０
０℃で加熱して原料ガスを熱分解し、基体の表面からカ
ーボンナノチューブを成長させて基板に垂直配向したカ
ーボンナノチューブを得る技術（特開２０００−５７９
３４号公報参照。）はすでに知られている。
は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法（本明細書では単に
「ＣＶＤ法」という。）、アーク法、レーザーアブレイ
ション法等が知られているところである。ＣＶＤ法で
は、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＮｉ等を含有する触媒金属を基体
上に分散し、エチレン、アセチレン、メタン又は一酸化
炭素ガスを原料ガスとして含む雰囲気中で４００〜８０
０℃で加熱して原料ガスを熱分解し、基体の表面からカ
ーボンナノチューブを成長させて基板に垂直配向したカ
ーボンナノチューブを得る技術（特開２０００−５７９
３４号公報参照。）はすでに知られている。
【０００４】又、カーボンナノチューブを垂直配向させ
る目的で電磁石等で磁界をかけて整列する技術はすでに
知られている（特開２０００−８６２１６号公報参
照。）
る目的で電磁石等で磁界をかけて整列する技術はすでに
知られている（特開２０００−８６２１６号公報参
照。）
【０００５】さらに、ＣＶＤ法で得られたカーボンナノ
チューブをそのままの状態で使用せず、その中に含まれ
た夾雑物を除去して純度を高めて利用する方法が知られ
ている。即ち、プラズマＣＶＤ法により成長して得られ
たカーボンナノチューブ粗生成物には、非晶質炭素、グ
ラファイト、先端に触媒として用いた金属（以下、「触
媒金属」という。例．Ｃｏ材料等）や、その金属不純物
が含まれているから、粗生成物を遠心分離等で除去し、
さらに酸で溶かしたり、磁場中を通して触媒金属や金属
不純物を除去し、純度を高める（特開平８−１９８６１
１号公報参照。）等の技術がある。
チューブをそのままの状態で使用せず、その中に含まれ
た夾雑物を除去して純度を高めて利用する方法が知られ
ている。即ち、プラズマＣＶＤ法により成長して得られ
たカーボンナノチューブ粗生成物には、非晶質炭素、グ
ラファイト、先端に触媒として用いた金属（以下、「触
媒金属」という。例．Ｃｏ材料等）や、その金属不純物
が含まれているから、粗生成物を遠心分離等で除去し、
さらに酸で溶かしたり、磁場中を通して触媒金属や金属
不純物を除去し、純度を高める（特開平８−１９８６１
１号公報参照。）等の技術がある。
【０００６】カーボンナノチューブは、従来型の電子源
に比べて低電界で電子放出することが可能である。この
カーボンナノチューブの特性を活かし、例えば、低電圧
のフィールドエミッションディスプレーを実現すること
が期待される。フィールドエミッションディスプレーの
エミッタから低電圧で、十分な電子放出が可能となれ
ば、鮮明な画像が得られ、しかもエミッタに駆動電圧を
供給するディスプレーの駆動回路をよりコンパクト化で
きる。
に比べて低電界で電子放出することが可能である。この
カーボンナノチューブの特性を活かし、例えば、低電圧
のフィールドエミッションディスプレーを実現すること
が期待される。フィールドエミッションディスプレーの
エミッタから低電圧で、十分な電子放出が可能となれ
ば、鮮明な画像が得られ、しかもエミッタに駆動電圧を
供給するディスプレーの駆動回路をよりコンパクト化で
きる。
【０００７】このようなことから、カーボンナノチュー
ブは、その特性を十分活かすためには、その先端部にお
いて電界集中をより高められる構造とすることが望まし
く、従来いろいろな研究開発が行われている。例えば、
針状エミッタをカーボンナノチューブの集合体から構成
し、その先端部を先細となるように加工する（特開平１
１−１１１１５８号公報）等の技術がある。
ブは、その特性を十分活かすためには、その先端部にお
いて電界集中をより高められる構造とすることが望まし
く、従来いろいろな研究開発が行われている。例えば、
針状エミッタをカーボンナノチューブの集合体から構成
し、その先端部を先細となるように加工する（特開平１
１−１１１１５８号公報）等の技術がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来、カ
ーボンナノチューブの電界集中を高める技術が開発され
ているが、簡単な工程で、しかもきわめて電界集中の高
いカーボンナノチューブを得ることは困難であった。本
発明は、このような従来の問題点を解決することを目的
とするものであり、簡単な工程によって、しかもきわめ
て電界集中の高い、電子放出特性にすぐれた、先端構造
を有するカーボンナノチューブを実現することを課題と
する。
ーボンナノチューブの電界集中を高める技術が開発され
ているが、簡単な工程で、しかもきわめて電界集中の高
いカーボンナノチューブを得ることは困難であった。本
発明は、このような従来の問題点を解決することを目的
とするものであり、簡単な工程によって、しかもきわめ
て電界集中の高い、電子放出特性にすぐれた、先端構造
を有するカーボンナノチューブを実現することを課題と
する。
【０００９】ＣＶＤ法で製造され垂直配向されたカーボ
ンナノチューブは、その先端に触媒金属が残存してい
る。本発明者等は、この触媒金属はカーボンナノチュー
ブの先端からの電子放出を妨害しており、これを除去す
ることにより電子放出を効果的に行うことができるもの
と想到した。
ンナノチューブは、その先端に触媒金属が残存してい
る。本発明者等は、この触媒金属はカーボンナノチュー
ブの先端からの電子放出を妨害しており、これを除去す
ることにより電子放出を効果的に行うことができるもの
と想到した。
【００１０】この知見に基づいて、本発明はこの触媒金
属を、きわめて簡単かつ単純な方法で除去することを課
題とする。しかも、この触媒金属を除去することで、同
時にきわめて電界集中の高いしかも耐久性を有する先端
構造を実現しようとするという一挙両得を狙った、画期
的かつユニークなカーボンナノチューブ及びその加工法
を実現することを課題とする。
属を、きわめて簡単かつ単純な方法で除去することを課
題とする。しかも、この触媒金属を除去することで、同
時にきわめて電界集中の高いしかも耐久性を有する先端
構造を実現しようとするという一挙両得を狙った、画期
的かつユニークなカーボンナノチューブ及びその加工法
を実現することを課題とする。
【００１１】又、カーボンナノチューブの電界集中を高
めるために細くすることが考えられるが、カーボンナノ
チューブは直径が５０〜１００ｎｍであり、通常条件で
は更に直径を細くすることは難しい。本発明は、さらに
カーボンナノチューブを細くする加工法を実現すること
を課題としている。さらに、カーボンナノチューブの直
径を細くし、しかも先端から触媒金属を除去することに
より、さらに相乗的に電界集中を高めることを課題とす
る。
めるために細くすることが考えられるが、カーボンナノ
チューブは直径が５０〜１００ｎｍであり、通常条件で
は更に直径を細くすることは難しい。本発明は、さらに
カーボンナノチューブを細くする加工法を実現すること
を課題としている。さらに、カーボンナノチューブの直
径を細くし、しかも先端から触媒金属を除去することに
より、さらに相乗的に電界集中を高めることを課題とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造
された、先端に触媒金属が残存するカーボンナノチュー
ブを加工するカーボンナノチューブの加工法であって、
上記触媒金属に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の
磁力により上記触媒金属を吸着して除去し、上記カーボ
ンナノチューブの先端にエッジを有する開端を形成する
ことを特徴とするカーボンナノチューブの加工法を提供
する。
するために、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造
された、先端に触媒金属が残存するカーボンナノチュー
ブを加工するカーボンナノチューブの加工法であって、
上記触媒金属に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の
磁力により上記触媒金属を吸着して除去し、上記カーボ
ンナノチューブの先端にエッジを有する開端を形成する
ことを特徴とするカーボンナノチューブの加工法を提供
する。
【００１３】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存するカーボンナノチューブを加工
するカーボンナノチューブの加工法であって、上記カー
ボンナノチューブを酸素プラズマでアッシングしてカー
ボンナノチューブの直径を細くし、上記触媒金属の重量
で折れるようにして破断させ、上記カーボンナノチュー
ブの先端にエッジを有する開端を形成することを特徴と
するカーボンナノチューブの加工法を提供する。
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存するカーボンナノチューブを加工
するカーボンナノチューブの加工法であって、上記カー
ボンナノチューブを酸素プラズマでアッシングしてカー
ボンナノチューブの直径を細くし、上記触媒金属の重量
で折れるようにして破断させ、上記カーボンナノチュー
ブの先端にエッジを有する開端を形成することを特徴と
するカーボンナノチューブの加工法を提供する。
【００１４】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存するカーボンナノチューブを加工
するカーボンナノチューブの加工法であって、上記カー
ボンナノチューブを酸素プラズマでアッシングしてカー
ボンナノチューブの直径を細くし、その後上記触媒金属
に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の磁力により上
記金属を吸着して除去し、上記カーボンナノチューブの
先端にエッジを有する開端を形成することを特徴とする
カーボンナノチューブの加工法を提供する。
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存するカーボンナノチューブを加工
するカーボンナノチューブの加工法であって、上記カー
ボンナノチューブを酸素プラズマでアッシングしてカー
ボンナノチューブの直径を細くし、その後上記触媒金属
に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の磁力により上
記金属を吸着して除去し、上記カーボンナノチューブの
先端にエッジを有する開端を形成することを特徴とする
カーボンナノチューブの加工法を提供する。
【００１５】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存されたカーボンナノチューブか
ら、上記触媒金属を除去することにより形成された開端
を有するカーボンナノチューブであって、上記開端は、
複数のエッジを有することを特徴とするカーボンナノチ
ューブを提供する。
に、ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて製造された、
先端に触媒金属が残存されたカーボンナノチューブか
ら、上記触媒金属を除去することにより形成された開端
を有するカーボンナノチューブであって、上記開端は、
複数のエッジを有することを特徴とするカーボンナノチ
ューブを提供する。
【００１６】上記開端は、上記触媒金属が磁石で軸方向
に吸着されて除去されたあとに形成された開端であるこ
とを特徴とする。
に吸着されて除去されたあとに形成された開端であるこ
とを特徴とする。
【００１７】上記開端は、上記カーボンナノチューブが
酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、上記
触媒金属の重量で折れて破断されて形成された開端であ
ることを特徴とする。
酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、上記
触媒金属の重量で折れて破断されて形成された開端であ
ることを特徴とする。
【００１８】上記開端は、上記カーボンナノチューブが
酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、その
後上記触媒金属が磁石で軸方向に吸着されて除去するこ
とにより形成された開端であることを特徴とする。
酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、その
後上記触媒金属が磁石で軸方向に吸着されて除去するこ
とにより形成された開端であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係るカーボンナノチュー
ブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法の実
施の形態を実施例に基づいて図面を参照して以下説明す
る。
ブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法の実
施の形態を実施例に基づいて図面を参照して以下説明す
る。
【００２０】上述したとおり、カーボンナノチューブ
は、低電界で電子放出が可能であるという特性があり、
この特性を十分活かすためには、その先端部において電
界集中をより高められる構造とすることが望ましい。電
界集中を高めるためには、カーボンナノチューブの先端
を鋭角にすることが効果的である。そこで、本発明者等
は、この点を解決する技術を鋭意研究開発した結果、次
の三つの実施例で示す発明を想到するに至った。
は、低電界で電子放出が可能であるという特性があり、
この特性を十分活かすためには、その先端部において電
界集中をより高められる構造とすることが望ましい。電
界集中を高めるためには、カーボンナノチューブの先端
を鋭角にすることが効果的である。そこで、本発明者等
は、この点を解決する技術を鋭意研究開発した結果、次
の三つの実施例で示す発明を想到するに至った。
【００２１】（実施例１）図１（ａ）は、ＣＶＤ法によ
り基板に垂直配向して製造されたカーボンナノチューブ
の先端付近を示す図である。図１（ａ）に示すように、
カーボンナノチューブ１の先端には、Ｆｅ、Ｃｏ、又は
Ｎｉ等を含有する触媒金属２が残存している。本発明者
等は、この触媒金属２に注目し、この残存する触媒金属
２が電子放出特性に悪影響を及ぼすのではないかと考
え、これを除去することを考えた。そして、本発明者等
は、このカーボンナノチューブ１の先端に残存した触媒
金属２の除去を、磁石（永久磁石又は電磁石）の磁力を
利用して行うという着想を得た。
り基板に垂直配向して製造されたカーボンナノチューブ
の先端付近を示す図である。図１（ａ）に示すように、
カーボンナノチューブ１の先端には、Ｆｅ、Ｃｏ、又は
Ｎｉ等を含有する触媒金属２が残存している。本発明者
等は、この触媒金属２に注目し、この残存する触媒金属
２が電子放出特性に悪影響を及ぼすのではないかと考
え、これを除去することを考えた。そして、本発明者等
は、このカーボンナノチューブ１の先端に残存した触媒
金属２の除去を、磁石（永久磁石又は電磁石）の磁力を
利用して行うという着想を得た。
【００２２】本発明の大きな特徴は、カーボンナノチュ
ーブ１の先端に残存した触媒金属２を磁石で吸着して除
去するというきわめて簡単な加工法である。たまたま、
前述した特開２０００−８６２１６号公報には、カーボ
ンナノチューブを垂直にガイドする目的で磁石を利用し
た構成が示されているが、これはむしろ、この公報にも
記載されているとおり、磁界でガイドするために触媒金
属を除去しないものであり、触媒金属を除去する目的の
本発明は、この公知例とは全く異なる発想に基づくもの
である。
ーブ１の先端に残存した触媒金属２を磁石で吸着して除
去するというきわめて簡単な加工法である。たまたま、
前述した特開２０００−８６２１６号公報には、カーボ
ンナノチューブを垂直にガイドする目的で磁石を利用し
た構成が示されているが、これはむしろ、この公報にも
記載されているとおり、磁界でガイドするために触媒金
属を除去しないものであり、触媒金属を除去する目的の
本発明は、この公知例とは全く異なる発想に基づくもの
である。
【００２３】ところで、磁力により触媒金属２を吸着し
て除去するプロセスでは、触媒金属２をカーボンナノチ
ューブ１の先端部から強制的吸着して機械的に剥ぎ取る
ようにして除去することとなるので、図１（ｂ）に示す
ように、触媒金属２が除去された加工後のカーボンナノ
チューブ１’の先端部には、カーボンナノチューブ１’
の中空部３が開口する開口端（本明細書では「開端」と
いう。）４が形成される。
て除去するプロセスでは、触媒金属２をカーボンナノチ
ューブ１の先端部から強制的吸着して機械的に剥ぎ取る
ようにして除去することとなるので、図１（ｂ）に示す
ように、触媒金属２が除去された加工後のカーボンナノ
チューブ１’の先端部には、カーボンナノチューブ１’
の中空部３が開口する開口端（本明細書では「開端」と
いう。）４が形成される。
【００２４】残存する触媒金属の種類により、カーボン
ナノチューブ１の先端部に残存する形状が異なり、この
形状によって、この開端４の形状は異なる。触媒金属が
Ｃｏの場合、図１（ｂ）に示すように、開端４は、触媒
金属２が除去された部分に、全体として先端から根元に
かけてが細くなり漏斗状になるように形成される。そし
て、この開端４には、複数の鋭角的なエッジ（小さな突
起）５がバリ状に形成される。
ナノチューブ１の先端部に残存する形状が異なり、この
形状によって、この開端４の形状は異なる。触媒金属が
Ｃｏの場合、図１（ｂ）に示すように、開端４は、触媒
金属２が除去された部分に、全体として先端から根元に
かけてが細くなり漏斗状になるように形成される。そし
て、この開端４には、複数の鋭角的なエッジ（小さな突
起）５がバリ状に形成される。
【００２５】このように鋭角的な複数のエッジ５が形成
された開端４では、複数のエッジ５の中の一つのエッジ
の先端が、きわめて電界集中の高い電界放出面を構成す
ることとなる。要するに、本発明では、カーボンナノチ
ューブ１の先端に残存した触媒金属２を磁石で吸着して
除去するという、きわめて簡単であるが画期的で、かつ
低コストな加工法を提供するものであり、この加工法を
採用することにより得られたカーボンナノチューブ１’
は、その先端に形成されたエッジ５がすぐれた電界放出
特性を発揮するという、相乗的な効果が生じる。
された開端４では、複数のエッジ５の中の一つのエッジ
の先端が、きわめて電界集中の高い電界放出面を構成す
ることとなる。要するに、本発明では、カーボンナノチ
ューブ１の先端に残存した触媒金属２を磁石で吸着して
除去するという、きわめて簡単であるが画期的で、かつ
低コストな加工法を提供するものであり、この加工法を
採用することにより得られたカーボンナノチューブ１’
は、その先端に形成されたエッジ５がすぐれた電界放出
特性を発揮するという、相乗的な効果が生じる。
【００２６】さらに本発明に係る加工法で得られた加工
後のカーボンナノチューブ１’のすぐれている点は、開
端４には鋭角的なエッジ５が複数形成されている構成で
あるために、その中の一つのエッジ５がきわめて電界集
中の高い、電子放出特性にすぐれた電界放出面として機
能し、電界が集中的にかけられることで経年劣化が生
じ、電子放出特性が低下した場合は、別の鋭角的なエッ
ジ５が電子放出面として新たに機能を開始する。
後のカーボンナノチューブ１’のすぐれている点は、開
端４には鋭角的なエッジ５が複数形成されている構成で
あるために、その中の一つのエッジ５がきわめて電界集
中の高い、電子放出特性にすぐれた電界放出面として機
能し、電界が集中的にかけられることで経年劣化が生
じ、電子放出特性が低下した場合は、別の鋭角的なエッ
ジ５が電子放出面として新たに機能を開始する。
【００２７】このように本発明は、１本のカーボンナノ
チューブ１’の開端４には、一つのエッジが経年劣化し
ても別のエッジが機能するというように、次々と電子放
出機能を発揮する複数のエッジ５を有しているので、カ
ーボンナノチューブ１’の電子放出についての寿命はき
わめて長い。従って、従来は多数本のカーボンナノチュ
ーブから成るフィールドディスプレーにおいて、少数本
のカーボンナノチューブが経年劣化するとディスプレー
全体の表示性能が低下したが、本発明はこのようなこと
が改善できる。
チューブ１’の開端４には、一つのエッジが経年劣化し
ても別のエッジが機能するというように、次々と電子放
出機能を発揮する複数のエッジ５を有しているので、カ
ーボンナノチューブ１’の電子放出についての寿命はき
わめて長い。従って、従来は多数本のカーボンナノチュ
ーブから成るフィールドディスプレーにおいて、少数本
のカーボンナノチューブが経年劣化するとディスプレー
全体の表示性能が低下したが、本発明はこのようなこと
が改善できる。
【００２８】図２は、実施例１の図１（ｂ）に示すカー
ボンナノチューブ１’を製造するために、ＣＶＤ法で得
られた図１（ａ）に示すカーボンナノチューブ１を加工
する磁石式加工装置を示す。磁石式加工装置６は、基台
７と、基台７上に設けられた載置盤８及び左右一対支持
杆９を有する。左右一対の支持杆９によって、基台７と
対向し、且つ平行に支持板１０が取り付けられている。
ボンナノチューブ１’を製造するために、ＣＶＤ法で得
られた図１（ａ）に示すカーボンナノチューブ１を加工
する磁石式加工装置を示す。磁石式加工装置６は、基台
７と、基台７上に設けられた載置盤８及び左右一対支持
杆９を有する。左右一対の支持杆９によって、基台７と
対向し、且つ平行に支持板１０が取り付けられている。
【００２９】支持板１０の中央部に磁石駆動装置１１が
取り付けられている。磁石駆動装置１１は、支持板１０
を貫通して取り付けられたガイド筒１２と、ガイド筒１
２内を上下動するロッド１３と、ロッド１３を駆動する
油圧ピストン１４と、ロッド１３の先端に、且つ載置盤
８に対向して取り付けられた円盤状の永久磁石１５とか
ら構成される。なお、ロッド１３は、モータで駆動され
るラック・ピニオンや螺子軸等の駆動機構、あるいは電
磁装置によって駆動されるような構成としてもよい。
取り付けられている。磁石駆動装置１１は、支持板１０
を貫通して取り付けられたガイド筒１２と、ガイド筒１
２内を上下動するロッド１３と、ロッド１３を駆動する
油圧ピストン１４と、ロッド１３の先端に、且つ載置盤
８に対向して取り付けられた円盤状の永久磁石１５とか
ら構成される。なお、ロッド１３は、モータで駆動され
るラック・ピニオンや螺子軸等の駆動機構、あるいは電
磁装置によって駆動されるような構成としてもよい。
【００３０】この磁石式加工装置６により、本発明に係
るカーボンナノチューブ１’を得るための加工を行う場
合には、ＣＶＤ法により基板１６上に垂直配向されて製
造されたカーボンナノチューブ１を、載置盤８上に載置
する。そして、磁石駆動装置１１の油圧ピストン１４を
制御して永久磁石１５を所定の位置まで下降する。ここ
で、所定の位置とは、永久磁石１５が、その磁力により
触媒金属２を吸着して除去できる程度に載置盤８から離
れた間隔ｓを形成する予め定められた位置である。な
お、間隔ｓは上記のとおり磁石の磁力等を考慮して設定
されるが、場合（例．弱い磁石を利用する場合等）によ
っては、永久磁石１５をカーボンナノチューブの先端に
接触させる必要がある。
るカーボンナノチューブ１’を得るための加工を行う場
合には、ＣＶＤ法により基板１６上に垂直配向されて製
造されたカーボンナノチューブ１を、載置盤８上に載置
する。そして、磁石駆動装置１１の油圧ピストン１４を
制御して永久磁石１５を所定の位置まで下降する。ここ
で、所定の位置とは、永久磁石１５が、その磁力により
触媒金属２を吸着して除去できる程度に載置盤８から離
れた間隔ｓを形成する予め定められた位置である。な
お、間隔ｓは上記のとおり磁石の磁力等を考慮して設定
されるが、場合（例．弱い磁石を利用する場合等）によ
っては、永久磁石１５をカーボンナノチューブの先端に
接触させる必要がある。
【００３１】このようにして、永久磁石１５で、触媒金
属２をその先端に有するカーボンナノチューブ１から触
媒金属２を吸着し除去すると、カーボンナノチューブ
１’の先端は上述したように、触媒金属２が除去された
部分が全体として漏斗状の開端４が形成され、開端４に
は鋭角的なエッジが複数形成される。
属２をその先端に有するカーボンナノチューブ１から触
媒金属２を吸着し除去すると、カーボンナノチューブ
１’の先端は上述したように、触媒金属２が除去された
部分が全体として漏斗状の開端４が形成され、開端４に
は鋭角的なエッジが複数形成される。
【００３２】次に、実施例１の具体的な実験例を説明す
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図２に示す磁石式加工
装置で触媒金属の除去した。このように触媒金属を除去
して得られたカーボンナノチューブ、及び触媒金属を除
去しないカーボンナノチューブについて、夫々電界を加
えてその先端に生じる電流密度を測定した。
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図２に示す磁石式加工
装置で触媒金属の除去した。このように触媒金属を除去
して得られたカーボンナノチューブ、及び触媒金属を除
去しないカーボンナノチューブについて、夫々電界を加
えてその先端に生じる電流密度を測定した。
【００３３】図３は、この実験結果を示す。図３中、黒
四角（従来条件のＣＮＴ）は触媒金属の除去を行わない
カーボンナノチューブの電界強度−電流密度の状態を示
し、白四角（ｍａｇｎｅｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）は本
発明による触媒金属の除去を行ったカーボンナノチュー
ブの電界強度−電流密度の実験結果を示す。この図３に
示す実験結果によると、本発明による触媒金属の除去を
行ったカーボンナノチューブは、行わない場合のカーボ
ンナノチューブに比較すると明らかに電流密度が増大
し、本発明の触媒金属の除去処理により顕著な効果が生
じることが確認できた。
四角（従来条件のＣＮＴ）は触媒金属の除去を行わない
カーボンナノチューブの電界強度−電流密度の状態を示
し、白四角（ｍａｇｎｅｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）は本
発明による触媒金属の除去を行ったカーボンナノチュー
ブの電界強度−電流密度の実験結果を示す。この図３に
示す実験結果によると、本発明による触媒金属の除去を
行ったカーボンナノチューブは、行わない場合のカーボ
ンナノチューブに比較すると明らかに電流密度が増大
し、本発明の触媒金属の除去処理により顕著な効果が生
じることが確認できた。
【００３４】（実施例２）次に、本発明に係るカーボン
ナノチューブ及びこのカーボンナノチューブを得るため
の加工法の実施例２を説明する。この実施例２では、Ｃ
ＶＤ法により製造されたカーボンナノチューブの先端に
残存する触媒金属を除去するために、アッシングにより
カーボンナノチューブを細く加工し、触媒金属の自重に
よって触媒金属のすぐ下の部分から破断して触媒金属を
除去する。
ナノチューブ及びこのカーボンナノチューブを得るため
の加工法の実施例２を説明する。この実施例２では、Ｃ
ＶＤ法により製造されたカーボンナノチューブの先端に
残存する触媒金属を除去するために、アッシングにより
カーボンナノチューブを細く加工し、触媒金属の自重に
よって触媒金属のすぐ下の部分から破断して触媒金属を
除去する。
【００３５】これを図４で説明する。図４（ａ）は、Ｃ
ＶＤ法により基板上に垂直配向されて製造されたカーボ
ンナノチューブ１の先端部を示しており、先端の黒い部
分は触媒金属２である。このカーボンナノチューブ１を
アッシングすると図４（ｂ）に示すように、触媒金属２
は変わらないが、カーボンナノチューブ１は酸化されて
細くなっていく。１７は細くなったカーボンナノチュー
ブを示し、アッシングする前のカーボンナノチューブ１
に比較して直径が５０％程度減少している。
ＶＤ法により基板上に垂直配向されて製造されたカーボ
ンナノチューブ１の先端部を示しており、先端の黒い部
分は触媒金属２である。このカーボンナノチューブ１を
アッシングすると図４（ｂ）に示すように、触媒金属２
は変わらないが、カーボンナノチューブ１は酸化されて
細くなっていく。１７は細くなったカーボンナノチュー
ブを示し、アッシングする前のカーボンナノチューブ１
に比較して直径が５０％程度減少している。
【００３６】そして、カーボンナノチューブ１７は、触
媒金属２の重量で触媒金属２のすぐ下の部分１８から破
断し触媒金属を除去することができる。その結果、図４
（ｃ）に触媒金属２を除去した後のカーボンナノチュー
ブ１７’の先端拡大図を示すように、カーボンナノチュ
ーブ１７’の先端には、実施例１同様に、複数の鋭角状
のエッジ１９を有する開端２０が形成される。
媒金属２の重量で触媒金属２のすぐ下の部分１８から破
断し触媒金属を除去することができる。その結果、図４
（ｃ）に触媒金属２を除去した後のカーボンナノチュー
ブ１７’の先端拡大図を示すように、カーボンナノチュ
ーブ１７’の先端には、実施例１同様に、複数の鋭角状
のエッジ１９を有する開端２０が形成される。
【００３７】このようにカーボンナノチューブ１７’が
細くなり、しかもその先端が破断して鋭角状のエッジ１
９を有する開端が形成されると、カーボンナノチューブ
１７’の開端を細くでき、しかもエッジ１９によって電
界集中を高めることができる。従って、実施例２によれ
ば、先端の触媒金属２を除去するだけでなく、電界集中
をより高めることのできるカーボンナノチューブ１７’
を得ることができ、すぐれた相乗的な効果が生じる。
細くなり、しかもその先端が破断して鋭角状のエッジ１
９を有する開端が形成されると、カーボンナノチューブ
１７’の開端を細くでき、しかもエッジ１９によって電
界集中を高めることができる。従って、実施例２によれ
ば、先端の触媒金属２を除去するだけでなく、電界集中
をより高めることのできるカーボンナノチューブ１７’
を得ることができ、すぐれた相乗的な効果が生じる。
【００３８】図５は、実施例２のカーボンナノチューブ
１７’を得るためのアッシングを行う加工装置を示す。
このアッシング式加工装置２１で実施例２のカーボンナ
ノチューブ１７’を得る具体的な加工法を説明する。
１７’を得るためのアッシングを行う加工装置を示す。
このアッシング式加工装置２１で実施例２のカーボンナ
ノチューブ１７’を得る具体的な加工法を説明する。
【００３９】このアッシング式加工装置２１は、真空ポ
ンプ２２で真空状態にされる真空室２３を有している。
このアッシング式加工装置２１は、カーボンナノチュー
ブを作成する装置を兼ねており、カーボンナノチューブ
を作成する際には真空室２３に導管２４で、水素及びメ
タンが導入可能なように構成されている。そして、真空
室２３内で、陽極２５と陰極２６間に電圧印加され、し
かもマイクロ波発生装置２７でマイクロ波（２．４５Ｇ
ｈｚ）がかけられるように構成されている。
ンプ２２で真空状態にされる真空室２３を有している。
このアッシング式加工装置２１は、カーボンナノチュー
ブを作成する装置を兼ねており、カーボンナノチューブ
を作成する際には真空室２３に導管２４で、水素及びメ
タンが導入可能なように構成されている。そして、真空
室２３内で、陽極２５と陰極２６間に電圧印加され、し
かもマイクロ波発生装置２７でマイクロ波（２．４５Ｇ
ｈｚ）がかけられるように構成されている。
【００４０】このアッシング式加工装置２１により、実
施例２のカーボンナノチューブ１７’を得るための加工
を行う場合には、ＣＶＤ法により基板１６上に垂直配向
されて製造されたカーボンナノチューブ１を、陰極２６
近くに置き、導管２４で酸素を導入する。
施例２のカーボンナノチューブ１７’を得るための加工
を行う場合には、ＣＶＤ法により基板１６上に垂直配向
されて製造されたカーボンナノチューブ１を、陰極２６
近くに置き、導管２４で酸素を導入する。
【００４１】そして、真空室２３内にマイクロ波を作用
すると、酸素が励起されてプラズマ状態（酸素プラズ
マ）となり、活性酸素が真空室２３内に充満する。この
活性酸素が、カーボンナノチューブのカーボンと反応
し、カーボンを酸化、即ち燃焼させる。これにより、カ
ーボンナノチューブ１の表面は燃焼灰として徐々に除去
され、図４（ｂ）に示すカーボンナノチューブ１７の如
く細く加工される。
すると、酸素が励起されてプラズマ状態（酸素プラズ
マ）となり、活性酸素が真空室２３内に充満する。この
活性酸素が、カーボンナノチューブのカーボンと反応
し、カーボンを酸化、即ち燃焼させる。これにより、カ
ーボンナノチューブ１の表面は燃焼灰として徐々に除去
され、図４（ｂ）に示すカーボンナノチューブ１７の如
く細く加工される。
【００４２】このように、カーボンナノチューブ１７は
細められると、上述したように最終的には、カーボンナ
ノチューブ１７は触媒金属２の重量で触媒金属２のすぐ
下の部分１８から破断して、その結果、触媒金属２を除
去することができ、先端破断部はエッジ１９を有する開
端２０が形成される。これにより、先端の触媒金属２が
除去され、しかも開端２０のエッジで電界集中をより高
めることのできるカーボンナノチューブ１７’が得られ
る。
細められると、上述したように最終的には、カーボンナ
ノチューブ１７は触媒金属２の重量で触媒金属２のすぐ
下の部分１８から破断して、その結果、触媒金属２を除
去することができ、先端破断部はエッジ１９を有する開
端２０が形成される。これにより、先端の触媒金属２が
除去され、しかも開端２０のエッジで電界集中をより高
めることのできるカーボンナノチューブ１７’が得られ
る。
【００４３】次に、実施例２の具体的な実験例を説明す
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図５に示すアッシング
加工装置で酸素プラズマアッシングを行った。真空室の
Ｏ２圧は０．１Ｔｏｒｒとし、アッシング時間を４０、
６０、８０秒の夫々の条件で加工した。このようにして
加工したカーボンナノチューブ、及びアッシング加工を
しない状態のカーボンナノチューブについて、その印加
電圧を変えて電流密度を測定した。
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図５に示すアッシング
加工装置で酸素プラズマアッシングを行った。真空室の
Ｏ２圧は０．１Ｔｏｒｒとし、アッシング時間を４０、
６０、８０秒の夫々の条件で加工した。このようにして
加工したカーボンナノチューブ、及びアッシング加工を
しない状態のカーボンナノチューブについて、その印加
電圧を変えて電流密度を測定した。
【００４４】図６は、その実験結果である電圧−電流密
度を示す。黒印はアッシング加工をしない状態のカーボ
ンナノチューブ（従来条件のＣＮＴ）である。三角、灰
色丸、白丸は、夫々４０、６０、８０秒のアッシング時
間をした場合の実験値を示している。この図６に示す実
験結果によると、本発明によるアッシングを行ったカー
ボンナノチューブは、行わない場合に比較すると明らか
に電流密度が増大し、本発明の触媒金属の除去処理によ
り顕著な効果が生じることが確認できた。なお、アッシ
ング時間の条件の相違によって、電流密度の大小がみら
れるので、アッシング時間を適宜設定することにより効
果的な加工を行うことができる。
度を示す。黒印はアッシング加工をしない状態のカーボ
ンナノチューブ（従来条件のＣＮＴ）である。三角、灰
色丸、白丸は、夫々４０、６０、８０秒のアッシング時
間をした場合の実験値を示している。この図６に示す実
験結果によると、本発明によるアッシングを行ったカー
ボンナノチューブは、行わない場合に比較すると明らか
に電流密度が増大し、本発明の触媒金属の除去処理によ
り顕著な効果が生じることが確認できた。なお、アッシ
ング時間の条件の相違によって、電流密度の大小がみら
れるので、アッシング時間を適宜設定することにより効
果的な加工を行うことができる。
【００４５】（実施例３）次に、本発明に係るカーボン
ナノチューブ及びこのカーボンナノチューブを得るため
の加工法の実施例３を説明する。この実施例３は、ＣＶ
Ｄ法により基板に垂直配向されて製造されたカーボンナ
ノチューブから、その先端に残存する触媒金属を除去す
るために、まずアッシングでカーボンナノチューブをあ
る程度まで細く加工し、その後、磁石を利用して触媒金
属を磁力で吸着することにより除去する。
ナノチューブ及びこのカーボンナノチューブを得るため
の加工法の実施例３を説明する。この実施例３は、ＣＶ
Ｄ法により基板に垂直配向されて製造されたカーボンナ
ノチューブから、その先端に残存する触媒金属を除去す
るために、まずアッシングでカーボンナノチューブをあ
る程度まで細く加工し、その後、磁石を利用して触媒金
属を磁力で吸着することにより除去する。
【００４６】上述の実施例２では、触媒金属２の重量で
カーボンナノチューブが折れて破断する程度まで細くな
るようにアッシングする。しかしながら、実施例３では
カーボンナノチューブのアッシングでは、カーボンナノ
チューブを細くはするが、実施例２のように、触媒金属
の自重によりカーボンナノチューブが折れて破断する程
度まで細くは加工しない。
カーボンナノチューブが折れて破断する程度まで細くな
るようにアッシングする。しかしながら、実施例３では
カーボンナノチューブのアッシングでは、カーボンナノ
チューブを細くはするが、実施例２のように、触媒金属
の自重によりカーボンナノチューブが折れて破断する程
度まで細くは加工しない。
【００４７】実施例３では、アッシングでカーボンナノ
チューブを細くして、触媒金属の根元近くのカーボンナ
ノチューブの部分を細くして磁石による触媒金属の吸着
除去を促進するとともに、触媒金属が除去されて形成さ
れる開端を細くすることで、より電界集中をより高める
ことのできるカーボンナノチューブを得ることができ
る。
チューブを細くして、触媒金属の根元近くのカーボンナ
ノチューブの部分を細くして磁石による触媒金属の吸着
除去を促進するとともに、触媒金属が除去されて形成さ
れる開端を細くすることで、より電界集中をより高める
ことのできるカーボンナノチューブを得ることができ
る。
【００４８】従って、実施例３で得られた加工後のカー
ボンナノチューブは、加工前のカーボンナノチューブ１
より若干細く、その先端には実施例１同様の複数のエッ
ジを有する開端が形成されている。これにより、実施例
１同様に複数のギザの中の一つのエッジの先端に電界の
集中が生じる。特に実施例３のカーボンナノチューブ
は、カーボンナノチューブの先端がアッシングで細めら
れているから電界集中効果がより大きくなる。
ボンナノチューブは、加工前のカーボンナノチューブ１
より若干細く、その先端には実施例１同様の複数のエッ
ジを有する開端が形成されている。これにより、実施例
１同様に複数のギザの中の一つのエッジの先端に電界の
集中が生じる。特に実施例３のカーボンナノチューブ
は、カーボンナノチューブの先端がアッシングで細めら
れているから電界集中効果がより大きくなる。
【００４９】又、実施例３は、実施例２と異なり触媒金
属除去のための加工においてカーボンナノチューブを余
り細くする必要がないので、カーボンナノチューブの機
械的な強度を十分維持することができる。そして、実施
例２同様にアッシングする前のカーボンナノチューブに
比較して直径を５０％程度に減少させると触媒金属除去
をより効果的に行える。
属除去のための加工においてカーボンナノチューブを余
り細くする必要がないので、カーボンナノチューブの機
械的な強度を十分維持することができる。そして、実施
例２同様にアッシングする前のカーボンナノチューブに
比較して直径を５０％程度に減少させると触媒金属除去
をより効果的に行える。
【００５０】次に、実施例３の具体的な実験例を説明す
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図５に示すアッシング
加工装置で酸素プラズマアッシングを行った。この加工
条件は、真空室のＯ２圧は０．１ Ｔｏｒｒとし、アッ
シング時間は２０秒である。このようにして得られたカ
ーボンナノチューブを図２に示す磁石式加工装置で触媒
金属の除去を行った。そして、触媒金属を除去しないカ
ーボンナノチューブ、アッシングのみ行ったカーボンナ
ノチューブ、アッシングに加えて触媒金属を除去して得
られたカーボンナノチューブについて、夫々その印加電
圧を変えて電流密度を測定した。
る。この実験例では、基板として多結晶Ｃｏを利用して
得られたカーボンナノチューブを図５に示すアッシング
加工装置で酸素プラズマアッシングを行った。この加工
条件は、真空室のＯ２圧は０．１ Ｔｏｒｒとし、アッ
シング時間は２０秒である。このようにして得られたカ
ーボンナノチューブを図２に示す磁石式加工装置で触媒
金属の除去を行った。そして、触媒金属を除去しないカ
ーボンナノチューブ、アッシングのみ行ったカーボンナ
ノチューブ、アッシングに加えて触媒金属を除去して得
られたカーボンナノチューブについて、夫々その印加電
圧を変えて電流密度を測定した。
【００５１】図７は、その実験結果である電圧−電流密
度を示す。黒印はアッシング加工をしない状態のカーボ
ンナノチューブ（従来条件のＣＮＴ）、白丸はアッシン
グのみのカーボンナノチューブ、灰色丸はアッシングと
磁石による除去を行った実施例３のカーボンナノチュー
ブについての夫々の実験データである。これによると、
アッシング加工と磁石による除去処理を行った実施例３
のカーボンナノチューブの場合が最も電流密度が増大
し、顕著な効果が生じることが確認できた。
度を示す。黒印はアッシング加工をしない状態のカーボ
ンナノチューブ（従来条件のＣＮＴ）、白丸はアッシン
グのみのカーボンナノチューブ、灰色丸はアッシングと
磁石による除去を行った実施例３のカーボンナノチュー
ブについての夫々の実験データである。これによると、
アッシング加工と磁石による除去処理を行った実施例３
のカーボンナノチューブの場合が最も電流密度が増大
し、顕著な効果が生じることが確認できた。
【００５２】以上、本発明の実施の形態を実施例に基づ
いて説明したが、本発明は以上の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内
でいろいろな実施例があることは言うまでもない。
いて説明したが、本発明は以上の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内
でいろいろな実施例があることは言うまでもない。
【００５３】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成であるか
ら、次のような効果が生じる。 （１）簡単な工程、低コストで、きわめて電界集中の高
い、電子放出特性にすぐれた開端を有するカーボンナノ
チューブを得ることができる。特に、本発明に係るカー
ボンナノチューブは、先端の電子放出を阻害する触媒金
属を除去し、しかもその開端にはエッジが形成されてい
るから、電界集中をより高めることができ、電子放出特
性の優れたカーボンナノチューブを実現できる。そし
て、開端に複数のエッジが形成されているから、電子放
出をしているエッジが劣化しても次々と別のエッジが機
能するから、電子放出の点で長寿命化が図れる。
ら、次のような効果が生じる。 （１）簡単な工程、低コストで、きわめて電界集中の高
い、電子放出特性にすぐれた開端を有するカーボンナノ
チューブを得ることができる。特に、本発明に係るカー
ボンナノチューブは、先端の電子放出を阻害する触媒金
属を除去し、しかもその開端にはエッジが形成されてい
るから、電界集中をより高めることができ、電子放出特
性の優れたカーボンナノチューブを実現できる。そし
て、開端に複数のエッジが形成されているから、電子放
出をしているエッジが劣化しても次々と別のエッジが機
能するから、電子放出の点で長寿命化が図れる。
【００５４】（２）さらに、本発明に係る加工法によれ
ば、カーボンナノチューブを簡単に細くすることができ
るので、電界集中の高い加工法を実現することができ、
しかも先端から触媒金属を除去することにより、さらに
相乗的に電界集中を高めることができるとともに耐久性
が向上する。
ば、カーボンナノチューブを簡単に細くすることができ
るので、電界集中の高い加工法を実現することができ、
しかも先端から触媒金属を除去することにより、さらに
相乗的に電界集中を高めることができるとともに耐久性
が向上する。
【００５５】（３）本発明に係るカーボンナノチューブ
は、その中空部が開端で開口しているから、リチウム電
池等の陰極材料として使用する場合は、開端から中空部
内面にかけて電極表面積の増大が図れ、高密度、高性能
電池用の電極素材を提供することができる。又、同様の
理由でガス吸着材料（Ｈ２、ＣＨ４等）としても有用で
ある。
は、その中空部が開端で開口しているから、リチウム電
池等の陰極材料として使用する場合は、開端から中空部
内面にかけて電極表面積の増大が図れ、高密度、高性能
電池用の電極素材を提供することができる。又、同様の
理由でガス吸着材料（Ｈ２、ＣＨ４等）としても有用で
ある。
【図１】本発明に係るカーボンナノチューブの実施例１
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図２】本発明に係るカーボンナノチューブの加工法の
実施例１を実施する装置を示す図である。
実施例１を実施する装置を示す図である。
【図３】本発明に係るカーボンナノチューブの実施例１
の実験例の結果を示すグラフである。
の実験例の結果を示すグラフである。
【図４】本発明に係るカーボンナノチューブの実施例２
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図５】本発明に係るカーボンナノチューブの加工法の
実施例２を実施する装置を示す図である。
実施例２を実施する装置を示す図である。
【図６】本発明に係るカーボンナノチューブの実施例２
の実験例の結果を示すグラフである。
の実験例の結果を示すグラフである。
【図７】本発明に係るカーボンナノチューブの実施例３
の実験例の結果を示すグラフである。
の実験例の結果を示すグラフである。
１ 加工前の触媒金属付きカーボンナノチューブ １’ 加工後の触媒金属の除去されたカーボンナノチ
ューブ ２ 触媒金属 ３ カーボンナノチューブの中空部 ４、２０ カーボンナノチューブの開端 ５、１９ 開端のエッジ ６ 磁石式加工装置 ７ 基台 １１ 磁石駆動装置 １２ ガイド筒 １３ ロッド １４ 油圧ピストン １５ 永久磁石 １６ 基板 １７ 細く加工された触媒金属付きカーボンナノチュ
ーブ １７’ 触媒金属の除去された加工後のカーボンナノチ
ューブ ２１ アッシング加工装置 ２２ 真空ポンプ ２３ 真空室 ２５ 陽極 ２６ 陰極 ２７ マイクロ波発生装置
ューブ ２ 触媒金属 ３ カーボンナノチューブの中空部 ４、２０ カーボンナノチューブの開端 ５、１９ 開端のエッジ ６ 磁石式加工装置 ７ 基台 １１ 磁石駆動装置 １２ ガイド筒 １３ ロッド １４ 油圧ピストン １５ 永久磁石 １６ 基板 １７ 細く加工された触媒金属付きカーボンナノチュ
ーブ １７’ 触媒金属の除去された加工後のカーボンナノチ
ューブ ２１ アッシング加工装置 ２２ 真空ポンプ ２３ 真空室 ２５ 陽極 ２６ 陰極 ２７ マイクロ波発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G046 CA02 CC06 CC08 4K030 BA27 KA34
Claims (7)
- 【請求項１】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて
製造された、先端に触媒金属が残存するカーボンナノチ
ューブを加工するカーボンナノチューブの加工法であっ
て、 上記触媒金属に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の
磁力により上記触媒金属を吸着して除去し、上記カーボ
ンナノチューブの先端にエッジを有する開端を形成する
ことを特徴とするカーボンナノチューブの加工法。 - 【請求項２】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて
製造された、先端に触媒金属が残存するカーボンナノチ
ューブを加工するカーボンナノチューブの加工法であっ
て、 上記カーボンナノチューブを酸素プラズマでアッシング
してカーボンナノチューブの直径を細くし、上記触媒金
属の重量で折れるようにして破断させ、上記カーボンナ
ノチューブの先端にエッジを有する開端を形成すること
を特徴とするカーボンナノチューブの加工法。 - 【請求項３】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて
製造された、先端に触媒金属が残存するカーボンナノチ
ューブを加工するカーボンナノチューブの加工法であっ
て、 上記カーボンナノチューブを酸素プラズマでアッシング
してカーボンナノチューブの直径を細くし、その後上記
触媒金属に対向する位置に磁石を配置し、該磁石の磁力
により上記金属を吸着して除去し、上記カーボンナノチ
ューブの先端にエッジを有する開端を形成することを特
徴とするカーボンナノチューブの加工法。 - 【請求項４】 ＣＶＤ法により基板に垂直配向されて
製造された、先端に触媒金属が残存されたカーボンナノ
チューブから、上記触媒金属を除去することにより形成
された開端を有するカーボンナノチューブであって、 上記開端は、複数のエッジを有することを特徴とするカ
ーボンナノチューブ。 - 【請求項５】 上記開端は、上記触媒金属が磁石で軸
方向に吸着されて除去されたあとに形成された開端であ
ることを特徴とする請求項４記載のカーボンナノチュー
ブ。 - 【請求項６】 上記開端は、上記カーボンナノチュー
ブが酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、
記触媒金属の重量で折れて破断されて形成された開端で
あることを特徴とする請求項４記載のカーボンナノチュ
ーブ。 - 【請求項７】 上記開端は、上記カーボンナノチュー
ブが酸素プラズマでアッシングされて直径が細くされ、
その後上記触媒金属が磁石で軸方向に吸着されて除去す
ることにより形成された開端であることを特徴とする請
求項４記載のカーボンナノチューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001107835A JP4854125B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001107835A JP4854125B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002255527A true JP2002255527A (ja) | 2002-09-11 |
| JP4854125B2 JP4854125B2 (ja) | 2012-01-18 |
Family
ID=18960089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001107835A Expired - Fee Related JP4854125B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4854125B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006327915A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法 |
| JP2007254160A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | National Institute For Materials Science | 制御された外壁寸法を有する窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法 |
| CN101121511B (zh) * | 2006-08-10 | 2010-11-03 | 细美事有限公司 | 捕集碳纳米管的设备以及制备碳纳米管的系统和方法 |
| JP2011178616A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Tatsuhiko Aizawa | 炭素系物質除去方法及び該除去方法を備えた部品等の製造方法・リサイクル方法 |
| JP2012153540A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Denso Corp | カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223005A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-11 | Lucent Technol Inc | カ―ボンナノチュ―ブを含む物を製造するための方法および切り取られたカ―ボンナノチュ―ブを含むデバイス |
| JP2001167692A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-06-22 | Lucent Technol Inc | 位置合せされたナノワイヤを備えた物品および物品を製作するプロセス |
| WO2001062665A1 (fr) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nanotube en carbone et procede de production correspondant, source d'electrons et procede de production correspondant et dispositif d'affichage |
| JP2002167207A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-11 | Sony Corp | 非結晶性炭素の除去方法 |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001107835A patent/JP4854125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223005A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-11 | Lucent Technol Inc | カ―ボンナノチュ―ブを含む物を製造するための方法および切り取られたカ―ボンナノチュ―ブを含むデバイス |
| JP2001167692A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-06-22 | Lucent Technol Inc | 位置合せされたナノワイヤを備えた物品および物品を製作するプロセス |
| WO2001062665A1 (fr) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nanotube en carbone et procede de production correspondant, source d'electrons et procede de production correspondant et dispositif d'affichage |
| JP2002167207A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-11 | Sony Corp | 非結晶性炭素の除去方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006327915A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法 |
| JP2007254160A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | National Institute For Materials Science | 制御された外壁寸法を有する窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法 |
| CN101121511B (zh) * | 2006-08-10 | 2010-11-03 | 细美事有限公司 | 捕集碳纳米管的设备以及制备碳纳米管的系统和方法 |
| JP2011178616A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Tatsuhiko Aizawa | 炭素系物質除去方法及び該除去方法を備えた部品等の製造方法・リサイクル方法 |
| JP2012153540A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Denso Corp | カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4854125B2 (ja) | 2012-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001180920A (ja) | ナノチューブの加工方法及び電界放出型冷陰極の製造方法並びに表示装置の製造方法 | |
| US7364709B2 (en) | Manufacturing apparatus and method for carbon nanotube | |
| JP3606232B2 (ja) | 炭素構造体の製造装置および製造方法 | |
| JP2002025425A (ja) | 電子エミッターとその製造法および電子線装置 | |
| JP2004139973A (ja) | カーボンファイバーを用いた電子放出素子、電子源および画像形成装置の製造方法、カーボンファイバー製造用のインク | |
| JP2006224296A (ja) | カーボンナノチューブ構造体及びその製造方法、並びにカーボンナノチューブ構造体を利用した電界放出素子及びその製造方法 | |
| JP2004155613A (ja) | カーボンナノチューブの製造装置および製造方法 | |
| KR20030035918A (ko) | 전자방출원용 카본 나노튜브 및 그의 제조방법 | |
| JP2004256375A (ja) | カーボンナノチューブの製造装置 | |
| JP3502804B2 (ja) | カーボンナノチューブの成長方法並びにそれを用いた電子銃及びプローブの製造方法 | |
| JP4854125B2 (ja) | カーボンナノチューブ及び該カーボンナノチューブを得るための加工法 | |
| JP3573273B2 (ja) | 電子放出素子、及びその製造方法 | |
| JP2008078081A (ja) | 電界放出電子源及びその製造方法 | |
| JP2001229807A (ja) | 炭素膜とそれを用いた電界放出型冷陰極及びその製造方法 | |
| JP2007242253A (ja) | 先鋭化カーボンナノチューブ及びそれを用いた電子源 | |
| Takikawa et al. | Carbon nanotubes in cathodic vacuum arc discharge | |
| JP4357066B2 (ja) | 電界電子放出装置およびその製造方法 | |
| JP2004107162A (ja) | カーボンファイバー、カーボンファイバーを有する電子放出素子および画像表示装置の製造方法 | |
| JP3885719B2 (ja) | グラフェンシート筒の先端部の一部又は全部が破れているカーボンナノチューブの製造方法及び製造装置 | |
| Srivastava et al. | Effect of substrate morphology on growth and field emission properties of carbon nanotube films | |
| JP2005100885A (ja) | 電界放射電子源およびこれを用いた顕微鏡 | |
| JP4590631B2 (ja) | フィールドエミッタアレイ及びその製造方法 | |
| JP2006261108A (ja) | 冷陰極電子源、その製造方法ならびに表示装置 | |
| KR100543959B1 (ko) | 쉘 형상의 탄소 미세입자를 이용하여 전계 방출을유도하는 방법 | |
| KR100372168B1 (ko) | 삼극형 탄소나노튜브의 전계 방출 표시소자의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050215 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050215 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110322 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110513 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110513 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111018 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111025 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141104 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4854125 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |