JP2010230674A - 電磁波検出装置及び電磁波検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電磁波検出装置は、電磁波センサーと、第一電極と、第二電極と、信号計測装置と、を含む。前記第一電極及び第二電極は所定の距離離れて、それぞれ前記電磁波センサーに電気的に接続される。前記信号計測装置は、それぞれ前記第一電極及び第二電極を介して前記電磁波センサーに電気的に接続される。前記電磁波センサーは、カーボンナノチューブ構造体からなる。前記カーボンナノチューブ構造体は複数のカーボンナノチューブからなる。前記複数のカーボンナノチューブは平行に配列され、前記第一電極から前記第二電極までの方向に沿って延伸する。
【選択図】図1
Description
図1を参照すると、本発明の電磁波検出装置10は、電磁波センサー12と、第一電極14と、第二電極16と、を含む。前記第一電極14及び第二電極16は所定の距離離れて、それぞれ前記電磁波センサー12に電気的に接続されている。
前記カーボンナノチューブ構造体は、図2に示す、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルム143aを含む。このカーボンナノチューブフィルムはドローン構造カーボンナノチューブフィルム(drawn carbon nanotube film)である。前記カーボンナノチューブフィルム143aは、超配列カーボンナノチューブアレイ(非特許文献3を参照)から引き出して得られたものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている(図15を参照)。即ち、単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aは、分子間力で長さ方向端部同士が接続された複数のカーボンナノチューブを含む。また、前記複数のカーボンナノチューブは、前記カーボンナノチューブフィルム143aの表面に平行して配列されている。図2及び図3を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aは、複数のカーボンナノチューブセグメント143bを含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメント143bは、長さ方向に沿って分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメント143bは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ145を含む。単一の前記カーボンナノチューブセグメント143bにおいて、前記複数のカーボンナノチューブ145の長さが同じである。前記カーボンナノチューブフィルム143aを有機溶剤に浸漬させることにより、前記カーボンナノチューブフィルム143aの強靭性及び機械強度を高めることができる。有機溶剤に浸漬された前記カーボンナノチューブフィルムの単位面積当たりの熱容量が低くなるので、その熱音響効果を高めることができる。前記カーボンナノチューブフィルム143aの幅は100μm〜10cmに設けられ、厚さは0.5nm〜100μmに設けられる。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。このカーボンナノチューブフィルムは、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルム(pressed carbon nanotube film)である。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。前記カーボンナノチューブフィルムは、押し器具を利用することにより、所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、該カーボンナノチューブアレイを圧力で倒すことにより形成された、ストリップ状の自立構造を有するものである。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、前記押し器具の形状及び前記カーボンナノチューブアレイを押す方向により決められている。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。図5を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、ほぼ同じの長さを有する複数のカーボンナノチューブを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、前記複数のカーボンナノチューブは、同じ方向に沿って、均一に配列されている。単一の前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、10nm〜100μmである。前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ前記カーボンナノチューブフィルムの表面に平行に配列され、相互に平行に配列されている。隣接する前記カーボンナノチューブは所定の距離で分離して設置される。前記距離は5μm以下である。前記距離が0μmである場合、隣接する前記カーボンナノチューブは分子間力で接続されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、1cm以上である。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも一種である。さらに、各々の前記カーボンナノチューブに結節がない。
前記カーボンナノチューブ構造体は少なくとも一本のカーボンナノチューブワイヤを含む。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの熱容量は、0(0は含まず)〜2×10−4J/cm2・Kであり、5×10−5J/cm2・Kであることが好ましい。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は4.5nm〜1cmである。図6を参照すると、カーボンナノチューブ構造体が一本のカーボンナノチューブワイヤを含む場合、該カーボンナノチューブワイヤの構造が、表面内に配向して曲げられたものとなることによって、平坦な構造体が形成される。また、カーボンナノチューブワイヤは曲げられた部分同士が互いに実質的に平行になり、隣り合って配置される。図7を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で接続された複数のカーボンナノチューブからなる。この場合、一本のカーボンナノチューブワイヤ(非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ)は、端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント(図示せず)を含む。前記カーボンナノチューブセグメントは、同じ長さ及び幅を有する。さらに、各々の前記カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。前記複数のカーボンナノチューブはカーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。図8を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤをねじり、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。ここで、前記複数のカーボンナノチューブは前記カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。前記カーボンナノチューブ構造体は、前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はそれらの組み合わせのいずれか一種からなる。
図13を参照すると、本実施例の電磁波検出装置20は、電磁波センサー22と、第一電極24と、第二電極26と、を含む。前記第一電極24及び第二電極26は所定の距離離れて、それぞれ前記電磁波センサー22に電気的に接続されている。前記電磁波検出装置20は、更に支持体27及び信号計測装置28を備える。前記支持体27は、前記電磁波センサー22を支持するために用いられる。前記信号計測装置28は、それぞれ前記第一電極14及び第二電極16によって、前記電磁波センサー22に電気的に接続される。
12、22 電磁波センサー
14、24 第一電極
16、26 第二電極
17、27 支持体
18、28 信号計測装置
222 ポリマー材料層
224 カーボンナノチューブ構造体
143a カーボンナノチューブフィルム
143b カーボンナノチューブセグメント
145 カーボンナノチューブ
Claims (4)
- 電磁波センサーと、第一電極と、第二電極と、信号計測装置と、を含む電磁波検出装置であって、
前記第一電極及び第二電極は所定の距離離れて、それぞれ前記電磁波センサーに電気的に接続され、
前記信号計測装置は、それぞれ前記第一電極及び第二電極を介して前記電磁波センサーに電気的に接続され、
前記電磁波センサーは、カーボンナノチューブ構造体からなり、
前記カーボンナノチューブ構造体は複数のカーボンナノチューブのみからなり、
前記複数のカーボンナノチューブは平行に配列され、前記第一電極から前記第二電極までの方向に沿って延伸することを特徴とする電磁波検出装置。 - 電磁波センサーと、第一電極と、第二電極と、信号計測装置と、を含む電磁波検出装置であって、
前記第一電極及び第二電極は所定の距離離れて、それぞれ前記電磁波センサーに電気的に接続され、
前記信号計測装置は、それぞれ前記第一電極及び第二電極を介して前記電磁波センサーに電気的に接続され、
前記電磁波センサーは、カーボンナノチューブ複合体からなり、
前記カーボンナノチューブ複合体は、ポリマー材料層及び前記ポリマー材料層と複合化されたカーボンナノチューブ構造体を含み、
前記カーボンナノチューブ構造体は複数のカーボンナノチューブのみからなり、
前記複数のカーボンナノチューブは平行に配列され、前記第一電極から前記第二電極までの方向に沿って延伸することを特徴とする電磁波検出装置。 - 同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ構造体を提供する第一ステップと、
電磁波でカーボンナノチューブ構造体を照射して、前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗を変化させる第二ステップと、
前記カーボンナノチューブ構造体を回転して、前記カーボンナノチューブ構造体のカーボンナノチューブの長軸方向と電磁波偏波方向とが成す角度を変更させた後、前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗を測定し、前記抵抗の変化によって前記電磁波の偏波方向を測定する第三ステップと、
を含むことを特徴とする電磁波の検出方法。 - 同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ構造体を提供する第一ステップと、
電磁波を照射しない場合の、前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗R0を検測する第二ステップと、
強度がIsである電磁波で前記カーボンナノチューブ構造体を照射した後、前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗Rsを検測し、且つ前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗変化率(R0−Rs)/R0を計算する第三ステップと、
異なる強度を有する電磁波を利用して前記第三ステップを繰り返し行って、前記抵抗変化率と前記電磁波の強度との間の変化の関係を推定する第四ステップと、
検測しようとする電磁波でカーボンナノチューブ構造体を照射した後、前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗Rを検測し、且つ前記カーボンナノチューブ構造体の抵抗変化率(R0−R)/R0を計算して、前記第四ステップから推定された前記抵抗変化値と前記電磁波の強度との間の変化の関係によって、前記検測しようとする電磁波の強度を検測する第五ステップと、
を含むことを特徴とする電磁波の検出方法。
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