JP2009196884A - ゼオライト結晶の合成方法及びパターン化された構造内でのカーボンナノ構造体の形成方法 - Google Patents
ゼオライト結晶の合成方法及びパターン化された構造内でのカーボンナノ構造体の形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009196884A JP2009196884A JP2009031535A JP2009031535A JP2009196884A JP 2009196884 A JP2009196884 A JP 2009196884A JP 2009031535 A JP2009031535 A JP 2009031535A JP 2009031535 A JP2009031535 A JP 2009031535A JP 2009196884 A JP2009196884 A JP 2009196884A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zeolite
- substrate
- patterned structure
- type
- patterned
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 271
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 268
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 266
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 196
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 107
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 77
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 79
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 44
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 abstract description 38
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 abstract description 35
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 67
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC=N1 BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 3-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CN=C1 ITQTTZVARXURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 4-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC=C1 FKNQCJSGGFJEIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- -1 VFI type zeolite Chemical compound 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-[bis(carboxymethyl)amino]-2-hydroxypropyl]-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000012866 crystallographic experiment Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000021332 multicellular organism growth Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N phthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1C#N XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- ZANLWQDCQMSYMT-UHFFFAOYSA-M triethyl(propyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CC)(CC)CC ZANLWQDCQMSYMT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SOBHUZYZLFQYFK-UHFFFAOYSA-K trisodium;hydroxy-[[phosphonatomethyl(phosphonomethyl)amino]methyl]phosphinate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].OP(O)(=O)CN(CP(O)([O-])=O)CP([O-])([O-])=O SOBHUZYZLFQYFK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
【解決手段】上面にパターン化された構造(開口)を有する基板を準備し11、上記基板にゼオライト合成溶液若しくはジェルを含浸させ12、上記パターン化された構造に合成溶液を含ませるため機械的力を加え13、ゼオライト結晶を形成するため水熱処理を適用してゼオライト合成溶液を結晶化し14、上記基板をリンスし乾燥させ15、内包されていない若しくは固着していないゼオライト結晶を取り除くため、付加的に機械的力を加える16ことにより、パターン化された構造内に、ゼオライト結晶を組み込む。さらに、これらのゼオライト結晶を、緻密で配列されたCNTの成長、即ちカーボンナノ構造体の成長のため使用する。CNTの成長は、ゼオライト結晶の多孔質構造体内において達成される。
【選択図】図1A
Description
SAPO-5のための典型的な合成手順において、アルミニウムイソプロポキサイドをアルミニウム源として、リン酸をりん源として、トリプロピルアミン(TPA)をテンプレートとして、エアロシル200(デグサ)をシリカ源として使用した。最適な合成ジェルは、次の組成、すなわち、1 Al2O3:0.99 P2O5:1.2 TPA:400 H2O:20 エタノール:0.01 SiO2を有する。50nm〜200nmの直径のビアホールを有するパターン化されたウェハピースを合成ジェルに浸漬し、その後合成ジェル及びウェハピースを含むビーカーを15分間47kHzで超音波バスに置いた。過剰の合成ジェルは、スピンコーティング法を、15000rpmで10秒間使用して取り除いた。オートジェネラス圧で、14時間〜15時間、180℃で結晶化した。その後、オートクレーブを空冷し、ウェハピースを二段蒸留水により徹底的にリンスした。固着していない結晶を取り除くため、再度、ウェハピースを超音波処理し、再び二段蒸留水により徹底的にリンスした。
SAPO-5のための典型的な合成手順において、アルミニウムイソプロポキサイドをアルミニウム源として、リン酸をリン源として、トリプロピルアミン(TPA)をテンプレートとして、エアロシル200(デグサ)をシリカ源として使用した。最適な合成ジェルは、次の組成、すなわち、1 Al2O3:0.99 P2O5:1.2 TPA:400 H2O:20 エタノール:0.01 SiO2を有する。50nm〜200nmの直径のビアホールを有するパターン化されたウェハピースを合成ジェルに浸漬した。オートジェネラス圧で、14時間〜15時間、180℃で結晶化した。その後、オートクレーブを空冷し、ウェハピースを二段蒸留水により徹底的にリンスした。固着していない結晶を取り除くため、再度、ウェハピースを超音波処理し、再び二段蒸留水により徹底的にリンスした。ビアホール内に結晶が全く若しくは非常に僅かしか成長しなかった。このことは、超音波処理工程が、BEST02ビアホール及びトレンチにおける制限された結晶成長の合成にとって必要不可欠であることを示している。図7は、超音波処理及び/又はスピンコーティング工程を実行しなかった場合の、BEST02パターン化ウェハにおけるゼオライト結晶成長のSEMイメージを示した比較例である。
SAPO-5のための典型的な合成手順において、アルミニウムイソプロポキサイドをアルミニウム源として、リン酸をりん源として、トリプロピルアミン(TPA)をテンプレートとして、エアロシル200(デグサ)をシリカ源として使用した。最適な合成ジェルは、次の組成、すなわち、1 Al2O3:0.99 P2O5:1.2 TPA:400 H2O:20 エタノール:0.01 SiO2を有する。50nm〜200nmの直径のビアホールを有するパターン化されたウェハピースを合成ジェルに浸漬し、その後合成ジェル及びウェハピースを含むビーカーを15分間47kHzで超音波処理バスに置いた。オートジェネラス圧で、14時間〜15時間、180℃で結晶化した。その後、オートクレーブを空冷し、ウェハピースを二段蒸留水により徹底的にリンスした。固着していない結晶を取り除くため、再度、ウェハピースを超音波処理し、再び二段蒸留水により徹底的にリンスした。
Si-VPI-5の合成は、マルテンズら(カタリシスレター、(12)367-374、1991)の手法をわずかに変更した手法を用いて成功した。ゾルゲルケミストリーにより、1 Al2O3:1.05 P2O5:2 TBA:0.2 DPTA:40 H2O:0.2 SiO2の組成を有するジェルから、純粋なSi-VPI-5の相を得た。最初、Al源、疑似ベーマイト、及びP源、リン酸を60%及び40%の水でそれぞれ水和させた。希釈されたリン酸をAlゾルに滴下して加えた。当該ジェルを25分間水熱バス(95度)内に配置し、その後室温で165分間時効させた。2つの時効期間の後、テンプレートを滴下して加えた。その後、ルドックスAS-40の形態でSiを単発で加えた。ジェルをさらに5分緩やかに攪拌し、ステンレス鋼オートクレーブ内にテフロン(登録商標)ビーズとともに注入した。オートクレーブは回転させながら18時間150℃まで加熱し、得られた固体を遠心分離機で分離して、その後水により徹底的に洗浄した。粉末を30℃でオーブンの中で乾燥させた。その場化学合成によりフタロシアニンを組み込んだ。VPI-5粉末を1,2-ジシアノベンゼン及びフェロセンとよく混合した。当該混合物をHe雰囲気下4時間250℃で加熱した。得られた材料は、溶媒の色がなくなるまで、アセトン、ジメチルホルムアミドさらにアセトンで連続的にソクスレト抽出を行った。VPI-5孔においてカーボンナノ構造体を得るため、Heフローの下、2時間、600℃で加熱した。熱分解の間、炭素含有ガスを添加することなく、10wt%以下のカーボンナノ構造体を実現した。これは、従来(US2006/0051674)より性能が優れている。熱分解手続の間、炭素含有ガスを加えることなく、18%までのナノカーボンの孔充填率が報告されている。また、熱分解の間炭素含有ガスを加えれば、28%以下の充填度が達成できることは報告されている。炭化水素ガスを加えなくとも、Feフタロシアニンが組み込まれた熱分解により、60%の孔充填率のナノカーボンを作製することができる。ラマンスペクトルは、0.25という低いID/IG比を与え、これは、形成されたナノカーボンが高い品質を有することを示している。また、SWCNTの存在する場合において典型的なRBMバンドが検出される。RBM度から計算された直径が、VFIのフレームワークの孔サイズと非常に良く一致する。
Si-VPI-5の合成後、いくつかの有機系テンプレート分子は、フレームワークの孔内になお存在する。しかしながら、これは、AIPO-5と対照的に、ナノチューブ合成のための炭素源として使用することができない。VFI合成のための有機テンプレート分子の熱分解により、ナノカーボンは形成されない。これは、VFIフレームワークに(金属性の)フタロシアニン錯体を加える必要がないことを示しており、これは、開発された方法の新規性を与えるものである。
ここで使用されるパターン化された構造、いわゆるBEST02試験構造は、直径が50〜300nmの範囲に及び、3つの異なるピッチを有するビアを備えるシングルレベルマスク構造である。電気的特性若しくは個々の及び/又は一列のビアにおけるカーボンナノ構造体の電気的接触を可能とするため、当該ビアは単一の共通な底面電極に配置してもよい。当該底面電極は一組の異なる材料からなる。TiNは、適切な材料であり、試験構造体において底面電極材料として選択される。単純なテスト構造デザインにより、ビア内に閉じ込められたゼオライト内における垂直CNT成長を容易にすることができる。底面電極及び上部メタライゼーションを組み合わせることにより、CNTの電気的な試験を可能とすることができる。
-ビアの直径の2倍に相当するビアピッチを有する緻密なコンタクトホール
=>8000(300nm)〜17000(150nm)列、81コラム
-ビアの直径の2.4倍に相当するビアピッチを有する程々に緻密なコンタクトホール
=>7000(300nm)〜14000(150nm)列、96〜98コラム
-ビアの直径の6倍に相当するビアピッチを有する離隔したコンタクトホール
=>2400(300nm)〜4800(150nm)列、281コラム
Claims (15)
- パターン化された構造(開口)を有する基板であって、
当該パターン化された構造が、ゼオライト結晶で充填され、該ゼオライト結晶及びゼオライト結晶内の孔が、上記パターン化された構造の制約により規定される方向に配向性を有することを特徴とする基板。 - 上記パターン化された構造が、5未満のk値を有する誘電体層においてパターン化され、及び/又はフォトリソグラフイメージングと(異方性)ドライエッチングとの組み合わせにより達成されたトレンチ若しくはビアホールであり、及び/又は50nm〜300nmの範囲の直径を有する、半導体装置におけるトレンチ及びビアであることを特徴とする請求項1記載の基板。
- 上記誘電体層が二酸化シリコン若しくは低k材料であることを特徴とする請求項1又は2記載の基板。
- 請求項1記載のパターン化された構造内に、ゼオライト結晶を組み込むための方法であって、
上面にパターン化された構造(開口)を有する基板を準備する工程と、
上記基板にゼオライト合成溶液若しくはジェルを含浸させる工程と、
上記パターン化された構造に合成溶液を含ませるため機械的力を加える工程と、
ゼオライト結晶を形成するため水熱処理を適用してゼオライト合成溶液を結晶化する工程と、
上記基板をリンスし乾燥させる工程と、
内包されていない若しくは固着していないゼオライト結晶を取り除くため、付加的に機械的力を加える工程と、
を少なくとも有することを特徴とする方法。 - 上記の、合成ジェルを含ませるために使用される機械的力が、超音波処理、振動、及び/又はスピンコーティングから選択されることを特徴とする請求項4記載の方法。
- ゼオライト結晶の多孔質構造体内においてカーボンナノ構造体を成長させるための方法であって、
結晶化工程を完了した後、ゼオライト結晶を不活性ガス若しくは不活性ガスと炭素含有ガスとの混合物の存在下350℃〜1000℃の間の温度で加熱してカーボンナノ構造体を成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項4又は5記載の方法。 - ゼオライト結晶の多孔質構造体内においてカーボンナノ構造体を成長させるための方法であって、
結晶化工程を完了した後において、
含浸若しくはその場合成により有機金属錯体を加える工程と、
つづいて、ゼオライト結晶を不活性ガスの存在下350℃〜1000℃の間の温度で加熱してカーボンナノ構造体を成長させる工程と、
を少なくとも有する請求項4又は5に記載の方法。 - ゼオライト結晶の孔内にカーボンナノ構造体を成長させる方法であって、
基板にゼオライト合成溶液(ジェル)を供給する工程と、
つづいてゼオライトを結晶化させるため水熱処理を適用して上記ゼオライト合成溶液を結晶化させる工程と、
含浸若しくはその場合成により有機金属錯体を加える工程と、
ゼオライト結晶を不活性ガスの存在下350℃〜1000℃の間の温度で加熱してカーボンナノ構造体を成長させる工程と、
を少なくとも有する方法。 - ゼオライト結晶の孔内にカーボンナノ構造体を成長させる方法であって、
上記有機金属錯体が、(金属性)フタロシアニン錯体であることを特徴とする請求項7又は8記載の方法。 - ゼオライト結晶の孔内にカーボンナノ構造体を成長させる方法であって、
上記有機金属錯体が、Ni-、Fe-、Co-、若しくはH2-フタロシアニン錯体から選択されることを特徴とする請求項7又は8記載の方法。 - パターン化された構造(開口)を有する基板であって、
上記パターン化された構造が、ゼオライト結晶を含み、さらに上記ゼオライト結晶内にカーボンナノ構造体を含み、上記カーボンナノ構造体が、上記のパターン化された構造の制約により規定された方向に配向性を有することを特徴とする基板。 - 上記のパターン化された構造が、半導体装置におけるトレンチ若しくはビアホールであることを特徴とする請求項11記載の基板。
- 上記のパターン化された構造が、5より小さいk値を有する誘電体層においてパターン形成されたトレンチ若しくはビアホールであることを特徴とする請求項11記載の基板。
- 上記のパターン化された構造が、トレンチ若しくはビアホールであり、
上記のゼオライト結晶の孔内のカーボンナノ構造体が、半導体装置における相互接続構造体であることを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の基板。 - 請求項11〜14のいずれかに記載の基板の、半導体装置における相互接続構造体としての使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2928608P | 2008-02-15 | 2008-02-15 | |
EP08155596A EP2096081B1 (en) | 2008-02-15 | 2008-05-02 | Synthesis of zeolite crystals and formation of carbon nanostructures in patterned structures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009196884A true JP2009196884A (ja) | 2009-09-03 |
Family
ID=39735409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009031535A Pending JP2009196884A (ja) | 2008-02-15 | 2009-02-13 | ゼオライト結晶の合成方法及びパターン化された構造内でのカーボンナノ構造体の形成方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7790600B2 (ja) |
EP (2) | EP2096081B1 (ja) |
JP (1) | JP2009196884A (ja) |
AT (1) | ATE516247T1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210040657A (ko) * | 2019-10-04 | 2021-04-14 | 전남대학교산학협력단 | 제올라이트의 고효율 제조 방법 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5093288B2 (ja) * | 2010-04-13 | 2012-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法 |
CN101948106B (zh) * | 2010-09-28 | 2013-03-27 | 华东理工大学 | 一种高比表面积块体多孔炭的制备方法 |
CN102887875B (zh) * | 2011-07-21 | 2014-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备环氧丙烷的方法 |
TWI472483B (zh) | 2012-10-30 | 2015-02-11 | Ind Tech Res Inst | 多孔性碳材材料及其製作方法、以及超級電容器 |
CN103449403A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 氮掺杂多壁碳纳米管的制备方法 |
US8889222B1 (en) * | 2013-12-03 | 2014-11-18 | Advenira Enterprises, Inc. | Coating material distribution using simultaneous rotation and vibration |
CN106082264A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 清华大学 | 一种多级结构分子筛棒状阵列、制备方法及其应用 |
US10243156B2 (en) | 2017-03-16 | 2019-03-26 | International Business Machines Corporation | Placement of carbon nanotube guided by DSA patterning |
CN107814393B (zh) * | 2017-12-04 | 2019-12-27 | 上海绿强新材料有限公司 | 一种快速晶化合成emt分子筛的方法 |
CN109166682B (zh) * | 2018-08-30 | 2020-04-28 | 深圳大学 | 一种磁性多孔碳材料及其制备方法 |
CN113929112B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-08-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种ats型硅铝分子筛、其制备方法和应用 |
WO2022031951A2 (en) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Georgia Tech Research Corporation | Zeolite nanotubes and methods of making and use thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002526354A (ja) * | 1998-09-28 | 2002-08-20 | ザイデックス コーポレイション | Memsデバイスの機能的要素としてのカーボンナノチューブを製造するための方法 |
JP2002329723A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Fujitsu Ltd | 集積回路装置及び集積回路装置製造方法 |
JP2003112052A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-15 | Toyota Motor Corp | 水素生成触媒 |
JP2006255867A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブデバイス及びその製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6620402B2 (en) * | 1999-12-06 | 2003-09-16 | Haldor Topsoe A.S | Method of preparing zeolite single crystals with straight mesopores |
US7005118B2 (en) * | 2002-07-25 | 2006-02-28 | Instituto Mexicano Del Petroleo | Synthetic mesoporous material with radially assembled nanotubes |
JP2004202602A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Sony Corp | 微小構造体の製造方法、及び型材の製造方法 |
JP4378350B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2009-12-02 | チェオル−ジン リー | 気相成長法による二重壁炭素ナノチューブの大量合成方法 |
US7465519B2 (en) | 2004-09-03 | 2008-12-16 | The Hongkong University Of Science And Technology | Lithium-ion battery incorporating carbon nanostructure materials |
US7303989B2 (en) * | 2004-11-22 | 2007-12-04 | Intel Corporation | Using zeolites to improve the mechanical strength of low-k interlayer dielectrics |
US7964143B2 (en) * | 2007-06-20 | 2011-06-21 | New Jersey Institute Of Technology | Nanotube device and method of fabrication |
-
2008
- 2008-05-02 EP EP08155596A patent/EP2096081B1/en not_active Not-in-force
- 2008-05-02 EP EP09156708A patent/EP2098484A1/en not_active Withdrawn
- 2008-05-02 AT AT08155596T patent/ATE516247T1/de not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-01-22 US US12/358,063 patent/US7790600B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-02-13 JP JP2009031535A patent/JP2009196884A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002526354A (ja) * | 1998-09-28 | 2002-08-20 | ザイデックス コーポレイション | Memsデバイスの機能的要素としてのカーボンナノチューブを製造するための方法 |
JP2002329723A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Fujitsu Ltd | 集積回路装置及び集積回路装置製造方法 |
JP2003112052A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-15 | Toyota Motor Corp | 水素生成触媒 |
JP2006255867A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブデバイス及びその製造方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JPN6013061713; S.H. LEE et al.: Diamond and Related Materials Vol.15, 20060502, pp.1759-1764 * |
JPN6013061715; Monika URBAN et al.: Chemical Phyiscs Letters Vol.359, 20020613, pp.95-100 * |
JPN6013061718; Marko BURGHARD: Angewandte Chemie International Edition Vol.42, No.48, 20031215, pp.5929-5930 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210040657A (ko) * | 2019-10-04 | 2021-04-14 | 전남대학교산학협력단 | 제올라이트의 고효율 제조 방법 |
KR102298625B1 (ko) * | 2019-10-04 | 2021-09-06 | 전남대학교산학협력단 | 제올라이트의 고효율 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090243103A1 (en) | 2009-10-01 |
EP2096081A1 (en) | 2009-09-02 |
ATE516247T1 (de) | 2011-07-15 |
US7790600B2 (en) | 2010-09-07 |
EP2098484A1 (en) | 2009-09-09 |
EP2096081B1 (en) | 2011-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009196884A (ja) | ゼオライト結晶の合成方法及びパターン化された構造内でのカーボンナノ構造体の形成方法 | |
JP4350732B2 (ja) | 基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法、これを利用した導線形成方法及びこれを利用したインダクター素子製造方法 | |
Zhang et al. | Amino acid-assisted construction of single-crystalline hierarchical nanozeolites via oriented-aggregation and intraparticle ripening | |
Mali et al. | Frontiers of supramolecular chemistry at solid surfaces | |
Cai et al. | Ambient pressure dry-gel conversion method for zeolite MFI synthesis using ionic liquid and microwave heating | |
JP5607693B2 (ja) | 基板上にナノ粒子を位置付けるための方法 | |
Lin et al. | Formation of mesoporous silica nanotubes | |
CN103894223B (zh) | 蛋黄-蛋壳结构的沸石分子筛-介孔氧化钛复合材料及其制备方法 | |
JP2008195609A (ja) | メソ構造体及びシリカメソ構造体 | |
TW201210937A (en) | Producing two-dimensional sandwich nanomaterials based on graphene | |
US20100111813A1 (en) | Method for Synthesizing Carbon Nanotubes | |
CN102976412B (zh) | 以介孔碳和介孔二氧化硅为硬模板制备介孔LaFeO3的方法 | |
JP2003206112A (ja) | 多孔質炭素材料およびその製造方法 | |
Mannering et al. | Engineering of microcage carbon nanotube architectures with decoupled multimodal porosity and amplified catalytic performance | |
Halliwell et al. | Beyond microporosity in porous organic molecular materials (POMMs) | |
JP3587373B2 (ja) | メソ構造体薄膜及びその製造方法 | |
JP3951567B2 (ja) | 多孔質炭素材料およびその製造方法 | |
US20120251903A1 (en) | Self-humidifying membrane and self-humidifying fuel cell | |
Carpena‐Núñez et al. | Zeolite Nanosheets Stabilize Catalyst Particles to Promote the Growth of Thermodynamically Unfavorable, Small‐Diameter Carbon Nanotubes | |
Liu et al. | Preparation of MFI nanosheets with distinctive microstructures via facile alkaline etching | |
CN112978717A (zh) | 一种截短碳纳米管的方法 | |
Mandal et al. | Techniques for microscale patterning of zeolite-based thin films | |
JP2005104808A (ja) | メソ構造シリカ薄膜の製造法 | |
Jung | Controlled synthesis of carbon nanotubes using chemical vapor deposition methods | |
JP2003231099A (ja) | ゼオライト−有機複合材およびモレキュラーシーブ由来の炭素ナノ構造体と当該炭素ナノ構造体の製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131217 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140313 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140318 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140715 |