JP2008214140A - フレーク状ナノ炭素材料とその製造方法及びフレーク状ナノ炭素材料複合体並びにそれを用いた電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレーク状ナノ炭素材料12が、少なくともグラファイト成分を含む炭素から成り、フレーク状の構造を持つ。有機液体中で基体を950℃以上1200℃以下の範囲で加熱することで、グラファイト成分を含む炭素から成りかつフレーク状の構造を持つフレーク状ナノ炭素材料が基体11上に合成する。
【選択図】図1
Description
本発明の第二の目的は、結晶性が高く、表面積が大きくかつ平坦性の高いフレーク状ナノ炭素材料を有するフレーク状ナノ炭素材料複合体を提供することにある。
さらに、本発明の第三の目的は、上記フレーク状ナノ炭素材料を用いた電子デバイス、例えば、高信頼性の電子放出素子及び面発光素子を提供することを目的とする。
このフレーク状ナノ炭素材料の製造方法では、反応場における豊富な炭素原料濃度と高い温度勾配とを利用した固液界面反応でフレーク状ナノ炭素材料が合成可能になる。
最初に、本発明のフレーク状ナノ炭素材料及びその複合体について説明する。図1は本発明のフレーク状ナノ炭素材料複合体10の構成を模式的に示す断面図である。フレーク状ナノ炭素材料複合体10は、図1に示すように、基体11上にフレーク状ナノ炭素材料12が形成されている。フレーク状ナノ炭素材料12は、薄い片状の炭素材料からなり、その先端の径は1nm〜50nmであり、その厚さは10nm〜300nmで、何れもnmオーダーの寸法を有している。このフレーク状ナノ炭素材料12は、薄い片状のフレークが複数集まった形状でもよい。例えば、同心円状の配置された形状、つまり、花びら状の形状であってもよい。
図2は、フレーク状ナノ炭素材料12の製造に用いる合成装置20を模式的に示す図である。合成装置20は、メタノール等の有機液体15を収容する液体槽21と、有機液体15を沸点以下に維持するため液体槽21の外側を囲むように設けた水冷手段22と、基体11を保持しつつ基体11に電流を流すための電極23及び24を有する基板ホルダー25及び26とを備え、液体槽21の上側には蓋27を取り外し可能に設けられている。基体11が、有機液体15の液面に対して平行となるように配置されてもよい。基板ホルダー25を有機液体へ出し入れするために、図示しない基板ホルダー25の移動手段を備えている。
なお、図8に示した合成装置のように、凝縮手段や窒素ガス導入バルブ(何れも図2には示さず)も備え、凝縮手段の水冷パイプで液体槽21から蒸発する有機液体の蒸気を冷却凝縮して液体槽21に戻したり、窒素ガス導入バルブから窒素ガスを導入して有機液体蒸気と空気との接触を防止するよう構成されていてもよい。
第1ステップとして、基体11上にスパッタ法等により遷移金属又は遷移金属化合物を担持する。
第2ステップとして、この基体11を基板ホルダー25,26で支持された電極23及び24の間に保持させ、有機液体15中に沈め、電極23,24間に電流を流すことで基体11を通電加熱しながら所定の温度範囲内で所定時間保持する。基板温度を950℃から1200℃までの範囲の所定の温度に保つことで、基体11にフレーク状ナノ炭素材料12が生成する。
図3は、本発明の電子放出素子30の構成を模式的に示す断面図である。本発明の電子放出素子30は、導電性の基体31と、この基体31上に設けたフレーク状ナノ炭素材料32と、フレーク状ナノ炭素材料32に対向させてフレーク状ナノ炭素材料32と所定の間隔を有するよう設けたアノード電極33と、を含んで構成される。直流電源34の−極を基体31に直流電源34の+極側をアノード電極33にそれぞれ配線35で接続し、導電性の基体31とアノード電極33との間に直流電圧を印加することで、フレーク状ナノ炭素材料32の表面から電子を放出する。
実施例1のフレーク状ナノ炭素材料複合体を作製した。具体的には、先ず、基体となる低抵抗シリコン基板上に、7Paのアルゴン雰囲気中でコバルトターゲットを放電電流35mAで3分、スパッタすることにより、コバルトを5nm堆積した。
次に、フレーク状ナノ炭素材料を下記の条件にて合成した。
原料有機液体:メタノール(純度99.9%、沸点64.7℃)
合成条件:基板温度1000℃、合成時間10分。
図6は、実施例1で製造したフレーク状ナノ炭素材料のレーザーラマンスペクトルを示す図である。横軸はラマンシフト(cm-1)、縦軸は強度(任意目盛)である。図6から明らかなように、グラファイト結晶成分を示す1580cm?1のピークが明確に確認でき、フレーク状ナノ炭素材料がグラファイト結晶成分からなることが判明した。フレーク状ナノ炭素材料12の先端の径は1nm〜50nmであり、その厚さは10nm〜300nmであり、何れもnmオーダーの寸法を有している。
電子放出素子となるフレーク状ナノ炭素材料複合体を高真空チャンバー中に設置してエミッタ電極とし、このエミッタに対向するようにアノード電極33を配置した。アノード電極33は、ガラス基板上に設けた透明電極(ITO:インジウム・スズ・酸化膜)からなる。電子放出素子の導電層と透明電極との間に電圧を印加し、その間に流れる電流を計測して、電子放出特性を測定した。なお、素子面積は3mm×3mmであり、エミッタ及びアノードとの間隔、つまり、電極間隔(ギャップ)は0.1mmとした。
11,31,41,44:基体
12,32,42:フレーク状ナノ炭素材料
15:有機液体
20:合成装置
21:液体槽
22:水冷手段
23,24:電極
25,26:基板ホルダー
27:蓋
30:電子放出素子
33,46:アノード電極
34,49:直流電源
35,50:配線
40:面発光素子
43:エミッタ
45:導電性膜
47:蛍光体
48:スペーサ
Claims (11)
- グラファイト成分を含む炭素から成り、フレーク状の構造を持つことを特徴とする、フレーク状ナノ炭素材料。
- 前記フレーク状炭素の先端の径は1nm〜50nmであり、その厚さは10nm〜300nmであることを特徴とする、請求項1に記載のフレーク状ナノ炭素材料。
- 基体と該基体上に設けたナノ炭素材料とから成り、
上記ナノ炭素材料が、グラファイト成分を含む炭素から成りかつフレーク状の構造を持つことを特徴とする、フレーク状ナノ炭素材料複合体。 - 前記フレーク状炭素材料の先端の径は1nm〜50nmであり、その厚さは10nm〜300nmであることを特徴とする、請求項3に記載のフレーク状ナノ炭素材料複合体。
- 有機液体中で基体を加熱することで、グラファイト成分を含む炭素から成りかつフレーク状の構造を持つフレーク状ナノ炭素材料を上記基体上に合成することを特徴とする、フレーク状ナノ炭素材料の製造方法。
- 前記基体の加熱温度が950℃以上1200℃以下の範囲に設定されることを特徴とする、請求項5に記載のフレーク状ナノ炭素材料の製造方法。
- 前記基体の表面に、遷移金属又は遷移金属の化合物からなる触媒が担持されていることを特徴とする、請求項5に記載のフレーク状ナノ炭素材料の製造方法。
- 前記遷移金属が鉄又はコバルトであることを特徴とする、請求項7に記載のフレーク状ナノ炭素材料の製造方法。
- 前記有機液体がメタノールであることを特徴とする、請求項5に記載のフレーク状ナノ炭素材料の製造方法。
- 基体と該基体上に設けられた導電層と該導電層上に設けられたフレーク状ナノ炭素材料とを含み、
上記フレーク状ナノ炭素材料が、グラファイト成分を含む炭素から成りかつフレーク状の構造を持ち、
強電界により電子を放出することを特徴とする、電子デバイス。 - 基体に導電層とフレーク状ナノ炭素材料とが設けられ、該フレーク状ナノ炭素材料がグラファイト成分を含む炭素から成りかつフレーク状の構造を有するエミッタと、蛍光体が設けられたアノード電極とを含み、
上記エミッタと上記アノード電極とが対向配置され、
上記エミッタと上記アノード電極との間隙が真空に保持され、強電界により電子を放出して上記蛍光体から面発光することを特徴とする、電子デバイス。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011520741A (ja) * | 2008-01-07 | 2011-07-21 | ウィシス テクノロジー ファウンデーション,インコーポレイティド | 物質溶媒と複合マトリクスを同定し、特徴付ける方法および装置、並びにその使用方法 |
JP2011210439A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | 電子放出素子、その製造方法、電子放出素子を用いた面発光素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000306492A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
JP2004323345A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 炭素粒子およびその製造方法 |
JP2005091533A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | エレクトロクロミック調光ガラス用素子、その製造方法ならびに補助電極パターン形成塗料組成物 |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000306492A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
JP2004323345A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 炭素粒子およびその製造方法 |
JP2005091533A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | エレクトロクロミック調光ガラス用素子、その製造方法ならびに補助電極パターン形成塗料組成物 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011520741A (ja) * | 2008-01-07 | 2011-07-21 | ウィシス テクノロジー ファウンデーション,インコーポレイティド | 物質溶媒と複合マトリクスを同定し、特徴付ける方法および装置、並びにその使用方法 |
US9109113B2 (en) | 2008-01-07 | 2015-08-18 | Wisys Technology Foundation | Method and apparatus for identifying and characterizing material solvents and composited matrices and methods of using same |
US9290660B2 (en) | 2008-01-07 | 2016-03-22 | Wisys Technology Foundation, Inc. | Method and apparatus for identifying and characterizing material solvents and composite matrices and methods of using same |
US10526487B2 (en) | 2008-01-07 | 2020-01-07 | Wisys Technology Foundation | Method and apparatus for identifying and characterizing material solvents and composite matrices and methods of using same |
JP2011210439A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | 電子放出素子、その製造方法、電子放出素子を用いた面発光素子 |
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Publication number | Publication date |
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