JP2011044449A - ボロメータ材料の製造方法 - Google Patents
ボロメータ材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011044449A JP2011044449A JP2009189720A JP2009189720A JP2011044449A JP 2011044449 A JP2011044449 A JP 2011044449A JP 2009189720 A JP2009189720 A JP 2009189720A JP 2009189720 A JP2009189720 A JP 2009189720A JP 2011044449 A JP2011044449 A JP 2011044449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- bolometer
- carbon
- bolometer material
- carbon thin
- 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
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
【解決手段】カーボン薄膜を通電しながら酸処理を施すことによりボロメータ材料を作製する。
【選択図】なし
Description
(i)カーボン薄膜を成膜する工程
(ii)カーボン薄膜を通電させる工程
(iii)通電状態のカーボン薄膜を酸性溶液に浸積させて酸処理を施す工程
(iv)酸処理したカーボン薄膜を洗浄する工程
(v)洗浄した酸処理後のカーボン薄膜を乾燥する工程
[(i)カーボン薄膜を成膜する工程]
カーボン薄膜の成膜方法としては、カーボン粒子同士が接触しあい、積層構造を形成しているカーボン薄膜を形成させることができれば、どのような方法をも用いることができる。カーボンを気相成長法(CVD法、レーザーアブレーション法等)により気相成長させて、そのまま薄膜化させてもよいし、すでに粒子状になったカーボンを何らかの方法で薄膜化させてもよい。
まず、カーボン薄膜の両端付近に電極線を接触させるように設置する。ついで、耐酸性ろ紙で挟み、さらにスライドガラスで挟み、クリップで固定する。この電極線を通じてカーボン薄膜を通電させることができる。電極線には、例えば、白金線を用いることができる。
酸処理に用いる酸としては、酸処理能力をもち、通電状態を維持できる条件にあるならば、特に限定することはないが、pH4以下で行うことが好ましく、pH1以下で行うとより好ましい。酸処理に用いる酸としては、硝酸、硫酸、塩酸又はリン酸などを挙げることができる。これらの酸は、水又はアルコール(例えば、メタノール、エタノール)などの溶媒に溶解し、任意の濃度に調整して用いてもよい。硝酸は、乾燥させることによる残渣が少ないこと、酸処理能力が高いことなどの理由から特に好ましい。酸処理は、通電状態を維持しつつ行い、10分以上行うことで、TCR絶対値を十分に大きくすることができる。また、この酸処理を1時間〜2時間行うことで、0℃〜50℃におけるTCR絶対値が0.5%/K以上であり、かつ、電気抵抗率が10Ω・cm以下のボロメータ材料を得ることができる。
酸処理の終了後、通電を停止し、酸処理で用いた酸が除去されるよう洗浄する。例えば、水等で洗い流して洗浄させればよい。
薄膜の洗浄後、酸処理で用いた酸の残渣、及び、洗浄で用いた水等が薄膜から除去されるよう乾燥させる。乾燥は、薄膜を加熱して行うことが好ましい。例えば、電気炉で熱したり、熱風に晒したりことで加熱乾燥させることができる。加熱乾燥は、除去すべき物質が除去できる温度以上で行うと好ましく、例えば、水を除去する場合は、80℃以上にするとよい。また、薄膜を構成するカーボン粒子が蒸発しない温度以下にすることが好ましく、例えば、500℃以下にすることができる。さらに、150℃〜300℃で行うことで、0℃〜50℃におけるTCR絶対値が0.5%/K〜1%/Kであり、かつ、電気抵抗率が0.1Ω・cm〜10Ω・cmのボロメータ材料が得ることができる。乾燥時間は、30分〜2時間とすることができる。
SWNT(本荘ケミカル社製、直径平均1.5nm)1.0mgを、50mLのエタノールに加え、超音波装置を用いて1時間超音波分散させた。得られたSWNTの分散液10mLを、40mLのエタノールと混合し、さらに超音波分散処理を1時間行った。このように調整したSWNTの分散液20mLを用い、スピンコート法によってMgO基板上にカーボン薄膜を形成した。MgO基板は、1.0cm×1.5cmで、厚さ0.5mmのものを用いた。ついで、カーボン薄膜の両端付近に白金線を接触させるように設置し、それを耐酸性ろ紙で挟み、さらにスライドガラスで挟み、クリップで固定した。ついで、白金線を通じて、外部電源から3Vを印加して30mA(3×10−2A)の電流を流した。そのまま70%硝酸(pH<1)に薄膜部分が浸漬されるようにし、1時間、通電状態を保持しつつ酸処理を行った。処理終了後、十分に水洗し、150℃1時間電気炉内で乾燥させた。その後、薄膜の断面をSEMで観察した結果、薄膜の膜厚は、300nmであることが確認できた。
実施例と同様にMgO基板上にカーボン薄膜を形成した後、通電及び酸処理を行わずにMgO基板ごと150℃1時間電気炉内で乾燥させた。薄膜の断面をSEM観察することによって、膜厚は300nmであることが確認できた。
まず、70%硝酸中で1時間浸漬させたSWNTを、十分に水洗後、80℃で1時間乾燥させた。この硝酸処理をしたSWNT1.0mgに関して、実施例と同様の方法で薄膜化し、薄膜をMgO基板ごと150℃1時間電気炉内で乾燥させた。断面をSEM観察することによって、膜厚は300nmであることが確認できた。
実施例と同様の方法でMgO基板上にカーボン薄膜を形成した後、通電させずに、70%硝酸に1時間浸漬させた。硝酸浸漬後、十分に水洗し、150℃で1時間乾燥させた。
実施例及び比較例1〜3で得られた薄膜上に、電気抵抗測定用の四端子を、金蒸着によって形成した。この際、端子間の距離は2mmとした。次に、0℃〜50℃まで温度を変化させながら、バイアス電流1μA印加のもと、4端子測定によって電圧を計測した。
Claims (20)
- カーボン薄膜を通電しながら酸処理を施すことによりボロメータ材料を作製する、ボロメータ材料の製造方法。
- 通電状態の前記カーボン薄膜を酸性溶液に浸積させることで前記酸処理を施す、請求項1に記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記酸性溶液は、硝酸、硫酸、塩酸及びリン酸からなる群から選ばれる、請求項1または2に記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記酸処理は、pH4以下で行う、請求項1乃至3いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 電圧が1V〜10V、電流が1×10−6A〜1×10−1Aの条件下で、1時間〜2時間通電しながら前記酸処理を施す、請求項1乃至4いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記カーボン薄膜がチューブ状のカーボン粒子からなる、請求項1乃至5いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記カーボン薄膜は、カーボンナノチューブである、請求項1乃至6いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである、請求項7に記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記カーボン薄膜が、カーボンナノホーンからなる、請求項1乃至8いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記カーボン薄膜は基材上に形成されており、
溶媒中に分散したカーボン粒子を前記基材に積層させることにより、前記基材上に前記カーボン薄膜を形成する、請求項1乃至9いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。 - 前記カーボン薄膜は基材上に形成されており、
印刷法、インクジェット法、スプレー塗布法、スピンコート法、ディップコート法、及び、ろ過法のいずれかを用いて前記基材上に前記カーボン薄膜を形成する、請求項1乃至10いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。 - 前記酸処理を施した前記カーボン薄膜を加熱乾燥して前記ボロメータ材料を作製する、請求項1乃至11いずれかに記載のボロメータ材料の製造方法。
- 前記加熱乾燥は、150℃〜300℃で行う、請求項12に記載のボロメータ材料の製造方法。
- 請求項1乃至13に記載のいずれかの方法で製造された、ボロメータ材料。
- 0℃〜50℃におけるTCRの絶対値が0.5%/K以上である、請求項14に記載のボロメータ材料。
- 電気抵抗率が0.1Ω・cm〜10Ω・cmである、請求項15に記載のボロメータ材料。
- 請求項14乃至16いずれかに記載のボロメータ材料を用いた、ボロメータ素子。
- 基板と、
前記基板上にアレイ状に配列された複数のボロメータ素子と、
を有し、
前記ボロメータ素子が請求項17に記載のボロメータ素子である、赤外線センサ。 - 請求項17に記載のボロメータ素子を基板上にアレイ状に複数個配列させる、赤外線センサの製造方法。
- 請求項18に記載の赤外線センサを用いて赤外線吸収を検出する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009189720A JP5423234B2 (ja) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | ボロメータ材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009189720A JP5423234B2 (ja) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | ボロメータ材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011044449A true JP2011044449A (ja) | 2011-03-03 |
JP5423234B2 JP5423234B2 (ja) | 2014-02-19 |
Family
ID=43831686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009189720A Expired - Fee Related JP5423234B2 (ja) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | ボロメータ材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5423234B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011145295A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 日本電気株式会社 | ボロメータ、その製造方法 |
WO2012176362A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 日本電気株式会社 | 電磁波検出装置および電磁波検出装置の製造方法 |
US9403685B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-08-02 | Environment energy nano technical research institute | Apparatus for producing carbon nanomaterial, and use thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003081621A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Fuji Xerox Co Ltd | ナノワイヤーおよびその製造方法、並びにそれを用いたナノネットワーク、ナノネットワークの製造方法、炭素構造体、電子デバイス |
JP2003121892A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学素子およびその製造方法 |
JP2008523254A (ja) * | 2004-11-09 | 2008-07-03 | ボード オブ リージェンツ, ザ ユニバーシティ オブ テキサス システム | ナノファイバーのリボンおよびシートならびにナノファイバーの撚り糸および無撚り糸の製造および適用 |
JP2009013004A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Kyushu Univ | 導電性カーボンナノチューブハニカムフィルムの作製 |
-
2009
- 2009-08-19 JP JP2009189720A patent/JP5423234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003081621A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Fuji Xerox Co Ltd | ナノワイヤーおよびその製造方法、並びにそれを用いたナノネットワーク、ナノネットワークの製造方法、炭素構造体、電子デバイス |
JP2003121892A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学素子およびその製造方法 |
JP2008523254A (ja) * | 2004-11-09 | 2008-07-03 | ボード オブ リージェンツ, ザ ユニバーシティ オブ テキサス システム | ナノファイバーのリボンおよびシートならびにナノファイバーの撚り糸および無撚り糸の製造および適用 |
JP2009013004A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Kyushu Univ | 導電性カーボンナノチューブハニカムフィルムの作製 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011145295A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 日本電気株式会社 | ボロメータ、その製造方法 |
US9403685B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-08-02 | Environment energy nano technical research institute | Apparatus for producing carbon nanomaterial, and use thereof |
JP6068334B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2017-01-25 | 株式会社環境・エネルギーナノ技術研究所 | カーボンナノ材料製造装置及びその利用 |
WO2012176362A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 日本電気株式会社 | 電磁波検出装置および電磁波検出装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5423234B2 (ja) | 2014-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kang et al. | Thickness-dependent thermal resistance of a transparent glass heater with a single-walled carbon nanotube coating | |
Xie et al. | Graphene aerogel based bolometer for ultrasensitive sensing from ultraviolet to far-infrared | |
KR20150082198A (ko) | 탄소 나노튜브들의 정렬된 어레이들 상에 형성된 다중층 코팅들 | |
US20130216469A1 (en) | Method of manufacturing infrared sensor material, infrared sensor material, infrared sensor device and infrared image sensor | |
Vera-Reveles et al. | High-sensitivity bolometers from self-oriented single-walled carbon nanotube composites | |
TW201134896A (en) | Large-area transparent conductive coatings including alloyed carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same | |
Jin et al. | Durable and washable carbon nanotube-based fibers toward wearable thermoelectric generators application | |
Tang et al. | Methanol sensing micro-gas sensors of SnO 2–ZnO nanofibers on Si/SiO 2/Ti/Pt substrate via stepwise-heating electrospinning | |
Wu et al. | Enhanced response characteristics of p-porous silicon (substrate)/p-TeO2 (nanowires) sensor for NO2 detection | |
JP2009252740A (ja) | 導電膜およびその製造方法ならびに電子装置およびその製造方法 | |
JP5423234B2 (ja) | ボロメータ材料の製造方法 | |
JP2020198330A (ja) | 熱電変換材料およびその製造方法 | |
Khan et al. | A novel investigation on carbon nanotube/ZnO, Ag/ZnO and Ag/carbon nanotube/ZnO nanowires junctions for harvesting piezoelectric potential on textile | |
Wang et al. | Design of room-temperature infrared photothermoelectric detectors based on CNT/PEDOT: PSS composites | |
Nandi et al. | Spray coating of two-dimensional suspended film of vanadium oxide-coated carbon nanotubes for fabrication of a large volume infrared bolometer | |
Karimov et al. | Flexible thermoelectric cells fabricated by rubbing-in technology with rubber-carbon nanotubes/graphene composites | |
Hata et al. | Water‐resistant organic thermoelectric generator with> 10 μW output | |
García-Valdivieso et al. | High sensitivity bolometers from thymine functionalized multi-walled carbon nanotubes | |
US20180019422A1 (en) | Biomolecule-carbon nanostructure nanocomposites for optoelectronic devices | |
Hewitt et al. | Negative thermoelectric power from large diameter multiwalled carbon nanotubes grown at high chemical vapor deposition temperatures | |
Nandi et al. | Metal-carbon nanotube composite for wavelength-selective bolometer with improved characteristics | |
Liu et al. | Fabrication of metal alloy-deposited flexible MWCNT buckypaper for thermoelectric applications | |
Liu et al. | Photolithographically constructed single ZnO nanowire device and its ultraviolet photoresponse | |
Periasamy et al. | Electrical and optical characterization of ZnO based nano and large area Schottky contacts | |
Shmueli et al. | Structural and electrical properties of single Ga/ZnO nanofibers synthesized by electrospinning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130910 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131007 |
|
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: 20131029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |