JP2003095627A - Carbon nanocluster film - Google Patents

Carbon nanocluster film

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JP2003095627A
JP2003095627A JP2001289288A JP2001289288A JP2003095627A JP 2003095627 A JP2003095627 A JP 2003095627A JP 2001289288 A JP2001289288 A JP 2001289288A JP 2001289288 A JP2001289288 A JP 2001289288A JP 2003095627 A JP2003095627 A JP 2003095627A
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carbon
cnc
cluster
graphene sheets
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JP2001289288A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hirono
滋 廣野
Shigeru Umemura
茂 梅村
Masahito Tomita
雅人 富田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
MES Afty Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Afty Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystalline film comprising a fine carbonaceous material exhibiting a unique property. SOLUTION: A cluster is constructed of a plurality of graphene sheets, and the plurality of the above clusters are formed on a substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノクラ
スタ膜に関し、より詳細には、特異な物性を示す微小な
炭素材料からなる結晶性の膜であるカーボンナノクラス
タ膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon nanocluster film, and more particularly, to a carbon nanocluster film which is a crystalline film made of a minute carbon material exhibiting unique physical properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラーレン、カーボンナノチュー
ブなどのいわゆるπ電子材料の実用化が検討されてい
る。具体的には、電池の負極材料、電界放出型ディスプ
レイ用のエミッタ、水素貯蔵材料、触媒材料、高導電性
材料などが挙げられる。さらに、電子材料への応用だけ
でなく、HDD(Hard Disk Drive)に用いられる磁気
記録媒体、磁気ヘッドなどの保護膜への適用も考えられ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, practical applications of so-called π-electron materials such as fullerenes and carbon nanotubes have been studied. Specific examples thereof include negative electrode materials for batteries, emitters for field emission displays, hydrogen storage materials, catalyst materials, and highly conductive materials. Further, not only application to electronic materials but also application to protective films for magnetic recording media, magnetic heads and the like used in HDDs (Hard Disk Drives) are being considered.

【0003】炭素の同素体として、sp構造からなる
ダイヤモンドと、sp構造からなるグラーフェンシー
トが積層された構造を有するグラファイトとが知られて
いる。フラーレン、カーボンナノチューブなどの新しい
炭素材料が発見されてから、特にsp構造のπ電子材
料が注目を集めるようになった。sp構造のカーボン
ナノチューブは、チューブの形態により、半導体、金属
に変化するなど特異な物性を示すことが理論予測されて
いる。また、マルチウォール・カーボンナノチューブの
強度は、カーボンファイバーよりも高い強度を有するこ
とが検証されている。
As an allotrope of carbon, diamond having an sp 3 structure and graphite having a structure in which graphene sheets having an sp 2 structure are laminated are known. Since the discovery of new carbon materials such as fullerenes and carbon nanotubes, π-electron materials having an sp 2 structure have been attracting attention. It is theoretically predicted that carbon nanotubes having an sp 2 structure have unique physical properties such as being changed to a semiconductor or a metal depending on the tube shape. In addition, it has been verified that the strength of the multi-wall carbon nanotube is higher than that of carbon fiber.

【0004】カーボンナノチューブは、外径が1〜10
nm程度であり、長さが数μm程度の非常に小さい材料
である。フラーレンも同様に、直径が1nm程度の非常
に小さい材料である。これら炭素材料を実用に供するた
めには、炭素材料を基板上に整列させる、あるいは、基
板上の一部のみに形成することが必要である。
Carbon nanotubes have an outer diameter of 1-10.
It is a very small material with a length of about nm and a length of about several μm. Fullerene is also a very small material with a diameter of about 1 nm. In order to put these carbon materials into practical use, it is necessary to align the carbon materials on the substrate or form the carbon material only on a part of the substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来、メタン、エタン
などの炭化水素系のガスを用いたCVD(Chemical Vap
or Deposition)法、ECRCVD(Electron Cycrotro
n Resonance CVD)法、または、スパッタ装置にワーク
ガスとして、アルゴンの他に炭化水素系のガスを導入
し、スパッタ法とCVD法を併用する方法、あるいは、
カソーディックアーク法などにより、カーボン膜を形成
する。しかしながら、このような方法で形成されたカー
ボン膜は、アモルファスカーボン膜であり、例えば、H.
Tsai & D. B. Bogy, "Characterization of diamondli
ke carbon films and their application as overcoats
on thin-film media for magnetic recording", J. va
c. Sci. Technol. A5, 3287 (1987)、 J. Robertson, "
Amorphous carbon", Advancesin Phys. 35, 317 (198
6)に、詳細に記載されている。アモルファスカーボン膜
は、短距離の規則性を有しているものの、長距離の規則
性を有しておらず、炭素の六員環からなるグラーフェン
シートが規則的に配列した薄膜ではない。また、従来の
カーボン膜は、水素化カーボン膜であり、膜中に水素が
多量に含まれているため抵抗が高い。
Conventionally, a CVD (Chemical Vap) using a hydrocarbon-based gas such as methane or ethane has been used.
or Deposition) method, ECRCVD (Electron Cycrotro
n Resonance CVD) method, or a method in which a hydrocarbon-based gas other than argon is introduced as a work gas into the sputtering apparatus, and the sputtering method and the CVD method are used in combination, or
A carbon film is formed by a cathodic arc method or the like. However, the carbon film formed by such a method is an amorphous carbon film, for example, H.
Tsai & DB Bogy, "Characterization of diamondli
ke carbon films and their application as overcoats
on thin-film media for magnetic recording ", J. va
c. Sci. Technol. A5, 3287 (1987), J. Robertson, "
Amorphous carbon ", Advancesin Phys. 35, 317 (198
It is described in detail in 6). The amorphous carbon film has short-range regularity, but does not have long-range regularity, and is not a thin film in which graphene sheets composed of carbon six-membered rings are regularly arranged. Further, the conventional carbon film is a hydrogenated carbon film, and since the film contains a large amount of hydrogen, the resistance is high.

【0006】このように、従来の方法で作成されたカー
ボン膜は、アモルファス構造であり、結晶性の膜ではな
かった。一方、カーボンナノチューブの薄膜を、プラズ
マCVD法により基板上に形成する方法が、例えば、特
開2001−64775号公報に記載されている。しか
しながら、炭素材料を用いて成膜することはできても、
基板上に微細な構造を形成することができないという問
題があった。従来の半導体材料においては、フォトリソ
プロセスが確立しているため、微細構造を形成し、LS
Iなどの半導体デバイスを形成することができる。しか
し、カーボンナノチューブなどの炭素材料は、基板上の
所望の場所に形成することができないため、フォトリソ
プロセスを用いることができない。
As described above, the carbon film formed by the conventional method has an amorphous structure and is not a crystalline film. On the other hand, a method of forming a thin film of carbon nanotubes on a substrate by a plasma CVD method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-64775. However, although it is possible to form a film using a carbon material,
There is a problem that a fine structure cannot be formed on the substrate. Since the photolithography process has been established in conventional semiconductor materials, a fine structure is formed and
Semiconductor devices such as I can be formed. However, since a carbon material such as carbon nanotube cannot be formed at a desired place on the substrate, the photolithography process cannot be used.

【0007】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、特異な物性を示す
微小な炭素材料からなる結晶性の膜であり、取り扱いが
容易で、フォトリソグラフィーなどデバイス形成上必要
な構造を形成することができるカーボンナノクラスタ膜
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a crystalline film made of a minute carbon material exhibiting unique physical properties, which is easy to handle and photo It is to provide a carbon nanocluster film capable of forming a structure necessary for forming a device such as lithography.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の
グラーフェンシートによりクラスタを構成し、複数の該
クラスタを基板上に形成したことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention according to claim 1 constitutes a cluster by a plurality of graphene sheets, and the plurality of the clusters on a substrate. It is characterized in that it is formed.

【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の前記クラスタは、前記複数のグラーフェンシートを、
膜面の垂直方向に配向して多層に重ねた構造であること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the cluster according to the first aspect includes the plurality of graphene sheets,
It is characterized in that it has a structure in which it is oriented in the direction perpendicular to the film surface and is laminated in multiple layers.

【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の前記クラスタは、円筒状に閉じた前記複数のグラーフ
ェンシートを、膜面の垂直方向に配向して束ねた構造で
あることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the cluster according to the first aspect has a structure in which the plurality of graphene sheets closed in a cylindrical shape are aligned and bundled in a direction perpendicular to a film surface. Is characterized by.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
のクラスタと請求項3に記載のクラスタとが混在するこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that the cluster according to claim 2 and the cluster according to claim 3 are mixed.

【0012】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかにおいて、格子面間隔が0.34±0.0
3nmであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the lattice plane spacing is 0.34 ± 0.0.
It is characterized by being 3 nm.

【0013】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし
5のいずれかにおいて、sp結合に対するsp結合
の分率が、0.2〜0.9であることを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention is characterized in that in any one of the first to fifth aspects, the ratio of sp 3 bond to sp 2 bond is 0.2 to 0.9.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳細に説明する。本発明は、基板上
にナノメートル単位のsp構造からなる複数のグラー
フェンシートにより構成されたクラスタ(微小な結晶
粒)からなる結晶性の膜である。この膜をカーボンナノ
クラスタ膜(以下、CNC膜と記す。)という。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is a crystalline film composed of clusters (fine crystal grains) composed of a plurality of graphene sheets each having a sp 2 structure of nanometer unit on a substrate. This film is called a carbon nanocluster film (hereinafter referred to as a CNC film).

【0015】図1は、本発明の第1の実施形態にかかる
CNC膜の構造を示した図である。第1の実施形態にか
かるCNC膜は、ECRスパッタ法により、シリコン基
板上に形成した。ガス圧は5×10−2Pa、マイクロ
波パワーは700W、ターゲット電圧は700Vであ
る。基板にはRFバイアス電圧を印加し、マイクロ波を
調整した。なお、基板に印加するRFバイアス電圧の直
流成分を、以下、単にバイアス電圧という。バイアス電
圧は−15Vとした。基板温度は室温である。
FIG. 1 is a view showing the structure of a CNC film according to the first embodiment of the present invention. The CNC film according to the first embodiment was formed on the silicon substrate by the ECR sputtering method. The gas pressure is 5 × 10 −2 Pa, the microwave power is 700 W, and the target voltage is 700V. An RF bias voltage was applied to the substrate to adjust the microwave. The DC component of the RF bias voltage applied to the substrate will be simply referred to as the bias voltage hereinafter. The bias voltage was -15V. The substrate temperature is room temperature.

【0016】図1は、成膜した膜をダイヤモンドペンで
引っかき、ひっかき摩耗粉を電子顕微鏡のメッシュにの
せ、高分解能電子顕微鏡により撮影した顕微鏡写真であ
る。CNC膜は、微細な格子像からなることが分かる。
制限視野回折パターンの回折リングにより、格子面間隔
は0.34±0.02nmであった。この面間隔は、グ
ラファイトのc面に近く、グラファイトのc面から構成
されていることが分かる。CNC膜には、グラーフェン
シートが膜面の垂直方向に配向し、ほぼ平行に多層に重
ねられた、2〜5nmレベルのクラスタからなる領域
(図1中のA)と、円筒状に閉じたグラーフェンシート
が膜面の垂直方向に配向し、束ねられた構造を示す領域
(図1中のB)とから構成されている。
FIG. 1 is a photomicrograph taken by a high resolution electron microscope of scratching the formed film with a diamond pen and placing the scratched abrasion powder on the mesh of the electron microscope. It can be seen that the CNC film is composed of a fine lattice image.
Due to the diffraction ring of the selected area diffraction pattern, the lattice spacing was 0.34 ± 0.02 nm. It can be seen that this plane spacing is close to the c-plane of graphite and is composed of the c-plane of graphite. In the CNC film, a graphene sheet was oriented in a direction perpendicular to the film surface, and a region (A in FIG. 1) composed of clusters at a level of 2 to 5 nm, which were stacked in parallel in a multilayer, was closed in a cylindrical shape. The Grafen sheet is oriented in the direction perpendicular to the film surface and is composed of a region showing a bundled structure (B in FIG. 1).

【0017】図2は、本発明の第2の実施形態にかかる
CNC膜の構造を示した図である。第2の実施形態にか
かるCNC膜は、ECRスパッタ法におけるバイアス電
圧を−75Vとした他は、第1の実施形態と同じ方法に
より形成した。図2に示した顕微鏡写真から、格子面間
隔は0.34±0.02nmであった。バイアス電圧を
増大させると、グラーフェンシートを多層に重ねた領域
は著しく減少し、円筒状に閉じたグラーフェンシートを
束ねた構造が、膜面のほとんどを占めていることが分か
る。CNC膜は、カーボンナノチューブが膜面垂直方向
に配向した構造ではあるが、円筒状に閉じたグラーフェ
ンシートを束ねることによりクラスタを構成している点
で異なる。
FIG. 2 is a view showing the structure of a CNC film according to the second embodiment of the present invention. The CNC film according to the second embodiment was formed by the same method as that of the first embodiment except that the bias voltage in the ECR sputtering method was −75V. From the micrograph shown in FIG. 2, the lattice plane spacing was 0.34 ± 0.02 nm. When the bias voltage is increased, the area where the graphene sheets are stacked in multiple layers is significantly reduced, and it can be seen that the structure in which the graphene sheets closed in a cylindrical shape are bundled occupies most of the film surface. The CNC film has a structure in which carbon nanotubes are oriented in the direction perpendicular to the film surface, but is different in that a cluster is formed by bundling graphene sheets closed in a cylindrical shape.

【0018】図3は、CNC膜の構造を分析した結果を
示した図である。図3(A)に、第1の実施形態にかか
るCNC膜を、XPS(X-ray Photoelectron Spectros
copy)により分析した結果を示す。このプロファイル
は、C1sスペクトルを示している。CNC膜は、主と
して、結合エネルギー284.3eVと285.3eV
からなり、それぞれ、sp結合およびsp結合を示
している。第1の実施形態にかかるCNC膜は、主とし
て、sp構造から構成されていることを示しており、
CNC膜がグラーフェンシートから構成されていること
に対応している。第1の実施形態にかかるCNC膜は、
グラーフェンシートを多層に重ねた領域が多く、カーボ
ン原子の結合状態に関し、sp結合に対するsp
合の分率(以下、sp/sp比という。)は、0.
31である。また、電気伝導度は、38(Ωcm)−1
であり導電性を示した。
FIG. 3 is a diagram showing the result of analyzing the structure of the CNC film. In FIG. 3A, the CNC film according to the first embodiment is shown in XPS (X-ray Photoelectron Spectros
copy) shows the result of analysis. This profile shows the C1s spectrum. The CNC film mainly has binding energies of 284.3 eV and 285.3 eV.
, Which represent sp 2 and sp 3 bonds, respectively. It is shown that the CNC film according to the first embodiment is mainly composed of an sp 2 structure,
This corresponds to the fact that the CNC film is composed of a graphene sheet. The CNC film according to the first embodiment is
There are many regions in which multiple layers of Grafen sheets are stacked, and the fraction of sp 3 bonds to sp 2 bonds (hereinafter, referred to as sp 3 / sp 2 ratio) is 0.
31. The electric conductivity is 38 (Ωcm) −1.
And showed conductivity.

【0019】図3(B)に、第2の実施形態にかかるC
NC膜を、XPSにより分析した結果を示す。第2の実
施形態にかかるCNC膜は、円筒状に閉じたグラーフェ
ンシートを束ねた領域が増大し、sp/sp比は、
0.85であった。円筒状に閉じたグラーフェンシート
を束ねた構造が増大するに従い、クラスタはsp結合
で連結され、各クラスタの体積が減少し、クラスタ間の
接合面積が増大する構造が形成されていると考えられ
る。電気伝導度は、20(Ωcm)−1であり導電性を
示した。
FIG. 3B shows C according to the second embodiment.
The result of having analyzed the NC film by XPS is shown. In the CNC film according to the second embodiment, the region where the graphene sheets closed in a cylindrical shape are bundled is increased, and the sp 3 / sp 2 ratio is
It was 0.85. It is considered that as the structure in which the cylindrical graphene sheets are bundled increases, the clusters are connected by sp 3 bonds, the volume of each cluster decreases, and the bonding area between the clusters increases. To be The electric conductivity was 20 (Ωcm) −1 , which indicates conductivity.

【0020】ECRスパッタ法において、バイアス電圧
を変えてCNC膜を形成した。CNC膜は、バイアス電
圧が−80Vのとき、sp/sp比が0.9という
ピークを示し、バイアス電圧が0Vのとき、sp/s
比は0.2であった。また、バイアス電圧を−15
0Vより深くすると、膜の剥離が生じ成膜できなかっ
た。CNC膜の格子面間隔は、0.34±0.03nm
の範囲内であった。
In the ECR sputtering method, a CNC film was formed by changing the bias voltage. The CNC film shows a peak of sp 3 / sp 2 ratio of 0.9 when the bias voltage is −80 V, and sp 3 / s when the bias voltage is 0 V.
The p 2 ratio was 0.2. In addition, the bias voltage is -15
When it was deeper than 0 V, peeling of the film occurred and the film could not be formed. The lattice spacing of the CNC film is 0.34 ± 0.03 nm
Was within the range.

【0021】図4は、本発明の第3の実施形態にかかる
CNC膜の構造を示した図である。第3の実施形態にか
かるCNC膜は、ECRスパッタ法におけるバイアス電
圧を−120Vとした他は、第1の実施形態と同じ方法
により形成した。成膜した膜をダイヤモンドペンで引っ
かき、摩耗痕を高分解能電子顕微鏡により観察した。摩
耗粉の中に、微細な摩耗粉が発見され、CNC膜の断面
構造を観察することができた。図4は、CNC膜の断面
構造の明視野像を示した顕微鏡写真である。図4より、
グラーフェンシートが膜面の垂直方向に配列しているこ
とが分かる。
FIG. 4 is a view showing the structure of a CNC film according to the third embodiment of the present invention. The CNC film according to the third embodiment was formed by the same method as that of the first embodiment except that the bias voltage in the ECR sputtering method was set to -120V. The formed film was scratched with a diamond pen, and wear marks were observed with a high resolution electron microscope. Fine abrasion powder was found in the abrasion powder, and the cross-sectional structure of the CNC film could be observed. FIG. 4 is a micrograph showing a bright-field image of the cross-sectional structure of the CNC film. From Figure 4,
It can be seen that the Grafen sheets are arranged in the direction perpendicular to the film surface.

【0022】本発明の第4の実施形態にかかるCNC膜
について説明する。第4の実施形態にかかるCNC膜
は、ECRスパッタ法により、シリコン基板上に形成し
た。ガス圧は5×10−2Pa、マイクロ波パワーは5
00W、ターゲット電圧は500Vである。基板にはR
Fバイアス電圧を印加し、マイクロ波を調整し、バイア
ス電圧を−60Vとした。基板温度は室温である。膜厚
は40nmであった。
A CNC film according to the fourth embodiment of the present invention will be described. The CNC film according to the fourth embodiment was formed on the silicon substrate by the ECR sputtering method. Gas pressure is 5 × 10 −2 Pa, microwave power is 5
00W, the target voltage is 500V. R on the board
An F bias voltage was applied, the microwave was adjusted, and the bias voltage was set to -60V. The substrate temperature is room temperature. The film thickness was 40 nm.

【0023】AFMを用いた引っ掻き摩耗試験により、
CNC膜の耐摩耗性を評価した。探針にはダイヤモンド
チップを用いた。荷重は20μNである。また、比較の
ため、ダイヤモンドの(100)面を同一条件下でAF
Mにより評価した。第4の実施形態にかかるCNC膜
は、摩耗深さ0.7nmであった。一方、ダイヤモンド
の摩耗深さは0.5nmであった。このように、CNC
膜はダイヤモンドに匹敵する耐摩耗性を有し、保護膜と
して優れた特性を示す。
By a scratch wear test using an AFM,
The wear resistance of the CNC film was evaluated. A diamond tip was used for the probe. The load is 20 μN. For comparison, the (100) plane of diamond was subjected to AF under the same conditions.
It was evaluated by M. The wear depth of the CNC film according to the fourth embodiment was 0.7 nm. On the other hand, the wear depth of diamond was 0.5 nm. Thus, the CNC
The film has abrasion resistance comparable to that of diamond and exhibits excellent properties as a protective film.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のCNC膜
は、グラーフェンシートが基板上の膜面にきれいに整列
した結晶性の膜であり、取り扱いが容易で、フォトリソ
グラフィーなどデバイス形成上必要な構造を形成するこ
とが可能となる。
As described above, the CNC film of the present invention is a crystalline film in which the graphene sheet is neatly aligned with the film surface on the substrate, is easy to handle, and is necessary for device formation such as photolithography. It is possible to form various structures.

【0025】また、本発明によれば、グラーフェンシー
トが膜面の垂直方向に配向した構造を有するので、層間
に異種元素をドープすることが容易であり、電池材料、
電池の負極材、触媒への応用が容易である。
Further, according to the present invention, since the graphene sheet has a structure oriented in the direction perpendicular to the film surface, it is easy to dope different elements between layers, and the battery material,
Easy application to battery negative electrodes and catalysts.

【0026】さらに、本発明によれば、CNC膜は、導
電性を有することから、FEディスプレイ用のエミッタ
材料への適用も可能となり、ダイヤモンドに匹敵する耐
摩耗性を有することから、保護膜としても適用が可能で
ある。
Further, according to the present invention, since the CNC film has conductivity, it can be applied to an emitter material for FE display, and has wear resistance comparable to that of diamond, so that it can be used as a protective film. Can also be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態にかかるCNC膜の構
造を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a CNC film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態にかかるCNC膜の構
造を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a CNC film according to a second embodiment of the present invention.

【図3】CNC膜の構造を分析した結果を示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a result of analyzing a structure of a CNC film.

【図4】本発明の第3の実施形態にかかるCNC膜の構
造を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a CNC film according to a third embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 茂 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 富田 雅人 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 4G046 CB03 CC05 4K029 AA06 AA24 BA34 BB07 CA05 CA13 DC48    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shigeru Umemura             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Masato Tomita             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 4G046 CB03 CC05                 4K029 AA06 AA24 BA34 BB07 CA05                       CA13 DC48

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のグラーフェンシートによりクラス
タを構成し、複数の該クラスタを基板上に形成したこと
を特徴とするカーボンナノクラスタ膜。
1. A carbon nanocluster film comprising clusters composed of a plurality of graphene sheets, and the plurality of clusters formed on a substrate.
【請求項2】 前記クラスタは、前記複数のグラーフェ
ンシートを、膜面の垂直方向に配向して多層に重ねた構
造であることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナ
ノクラスタ膜。
2. The carbon nanocluster film according to claim 1, wherein the cluster has a structure in which the plurality of graphene sheets are oriented in a direction perpendicular to a film surface and are stacked in multiple layers.
【請求項3】 前記クラスタは、円筒状に閉じた前記複
数のグラーフェンシートを、膜面の垂直方向に配向して
束ねた構造であることを特徴とする請求項1に記載のカ
ーボンナノクラスタ膜。
3. The carbon nanocluster according to claim 1, wherein the cluster has a structure in which the plurality of graphene sheets closed in a cylindrical shape are aligned and bundled in a direction perpendicular to a film surface. film.
【請求項4】 請求項2に記載のクラスタと請求項3に
記載のクラスタとが混在することを特徴とする請求項1
に記載のカーボンナノクラスタ膜。
4. The cluster according to claim 2 and the cluster according to claim 3 are mixed.
The carbon nanocluster film described in 1.
【請求項5】 格子面間隔が0.34±0.03nmで
あることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
載のカーボンナノクラスタ膜。
5. The carbon nanocluster film according to claim 1, wherein the lattice plane spacing is 0.34 ± 0.03 nm.
【請求項6】 sp結合に対するsp結合の分率
が、0.2〜0.9であることを特徴とする請求項1な
いし5のいずれかに記載のカーボンナノクラスタ膜。
6. The carbon nanocluster film according to claim 1, wherein a ratio of sp 3 bonds to sp 2 bonds is 0.2 to 0.9.
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