JP2012036022A - Carbon nanotube production method and carbon nanotube production apparatus - Google Patents

Carbon nanotube production method and carbon nanotube production apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new carbon nanotube production method and a new carbon nanotube production apparatus reducible of variation in properties of carbon nanotubes formed on the same carbon nanotube formation surface.SOLUTION: The apparatus comprises: a reaction chamber 30 for holding an object 1; gas supply chambers 51 and 52 that spacedly face to the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 of the object 1 held in the reaction chamber 30 and horizontally extend along the surface direction along which the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 horizontally extend; a gas passage formation member that has a plurality of blow ports 41 and 42 blowing the reaction gas into the reaction chamber 30 and allows the gas supply chambers 51 and 52 and the reaction chamber 30 to communicate with each other; and heating sources 71 and 72. By supplying the reaction gas to the gas supply chambers 51 and 52, the reaction gas in the gas supply chambers 51 and 52 is blown along the direction crossing the surface directions along which the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 of the object 1 in the reaction chamber 30 horizontally extend so as for the reaction gas to collide against the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12.

Description

本発明はカーボンナノチューブ製造方法およびカーボンナノチューブ製造装置に関する。   The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing method and a carbon nanotube manufacturing apparatus.

特許文献1には、反応室に基板を設定する設置部と、設置部に設置された基板に上方に間隔を隔てて対面するパイプ状の1本のガス供給管とが設けられたカーボンナノチューブ製造装置が開示されている。このものによれば、ガス供給管は曲成されている。ガス供給管の周壁には、複数の吹出口が形成されている。このものによれば、反応ガスをガス供給管の複数の吹出口から基板に向けて吹き出す際に、各吹出口から基板のカーボンナノチューブ形成面までの距離を100ミリメートル以下に設定している。   Patent Document 1 discloses a carbon nanotube manufacturing method in which an installation unit for setting a substrate in a reaction chamber and a single pipe-shaped gas supply pipe facing the substrate installed in the installation unit with an interval therebetween are provided. An apparatus is disclosed. According to this, the gas supply pipe is bent. A plurality of air outlets are formed in the peripheral wall of the gas supply pipe. According to this, when the reaction gas is blown out from the plurality of blowout ports of the gas supply pipe toward the substrate, the distance from each blowout port to the carbon nanotube formation surface of the substrate is set to 100 mm or less.

特許文献2には、反応室に設置された平板状の基板の上面および下面とほぼ平行な方向に沿って反応ガスを供給し、基板の上面および下面にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ製造装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses a carbon nanotube production apparatus that supplies a reaction gas along a direction substantially parallel to an upper surface and a lower surface of a flat substrate placed in a reaction chamber and forms carbon nanotubes on the upper surface and the lower surface of the substrate. It is disclosed.

特許文献3には、基板の上面および下面にカーボンナノチューブをそれぞれ形成させた構造をもつキャパシタが開示されている。このものによれば、基板の上面に形成されたカーボンナノチューブの長さと、基板の下面に形成されたカーボンナノチューブの長さとは同じとされている。   Patent Document 3 discloses a capacitor having a structure in which carbon nanotubes are respectively formed on an upper surface and a lower surface of a substrate. According to this, the length of the carbon nanotube formed on the upper surface of the substrate is the same as the length of the carbon nanotube formed on the lower surface of the substrate.

特開2008−137831号公報JP 2008-137831 A 特開2004−332093公報JP 2004-332093 A 特開2007−48907公報JP 2007-48907 A

特許文献1によれば、反応ガスを供給させるガス供給管は、1本のパイプを曲成して形成されているため、基板のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの性状(長さ等)には、ばらつきが発生するおそれがある。その理由としては、パイプ状のガス供給管に形成されている吹出口が基板のカーボンナノチューブ形成面に接近しているものの、ガス供給管が1本のパイプである構造上、ガス供給管に形成されている吹出口と基板のカーボンナノチューブ形成面との間の距離が一様ではないためである。特許文献2においても、基板のカーボンナノチューブ形成面の各部位に形成されるカーボンナノチューブの性状に、ばらつきが発生するおそれがある。その理由としては、反応室に設置された平板状の基板の上面および下面とほぼ平行な方向に沿って、反応ガスを基板に供給するためであると推察される。特許文献2においては、特に、基板の上面に形成されるカーボンナノチューブと、基板の下面に形成されるカーボンナノチューブとでは、性状にばらつきが発生しやすい。本出願人は、この現象を本願の比較例1として確認している。特許文献3においても、基板のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの性状にはばらつきが発生するおそれがあると推察される。   According to Patent Document 1, since the gas supply pipe for supplying the reaction gas is formed by bending one pipe, the properties (length, etc.) of the carbon nanotube formed on the carbon nanotube formation surface of the substrate are described. ) May cause variations. The reason is that although the outlet formed in the pipe-shaped gas supply pipe is close to the carbon nanotube formation surface of the substrate, the gas supply pipe is a single pipe and is formed in the gas supply pipe. This is because the distance between the air outlet and the carbon nanotube formation surface of the substrate is not uniform. Also in Patent Document 2, there is a possibility that variations may occur in the properties of the carbon nanotubes formed at each part of the carbon nanotube formation surface of the substrate. The reason for this is presumed to be to supply the reaction gas to the substrate along a direction substantially parallel to the upper and lower surfaces of the flat substrate placed in the reaction chamber. In Patent Document 2, in particular, variations in properties tend to occur between the carbon nanotubes formed on the upper surface of the substrate and the carbon nanotubes formed on the lower surface of the substrate. The present applicant has confirmed this phenomenon as Comparative Example 1 of the present application. Also in Patent Document 3, it is speculated that there may be variations in the properties of the carbon nanotubes formed on the carbon nanotube formation surface of the substrate.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、対象物のうち同一のカーボンナノチューブ形成面であれば、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブのばらつきを抑制できる新規なカーボンナノチューブ製造方法およびカーボンナノチューブ製造装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and a novel carbon that can suppress variations in carbon nanotubes formed on the same carbon nanotube formation surface as long as it is the same carbon nanotube formation surface of the object. It is an object to provide a nanotube manufacturing method and a carbon nanotube manufacturing apparatus.

(1)本発明に係るカーボンナノチューブ製造方法は、(i)カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物を用意すると共に、対象物を収容するための反応室と、反応室に収容される対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されたガス供給室と、ガス供給室と反応室とを連通させると共にガス供給室の反応ガスを反応室に吹き出す複数の吹出口とを有するガス通路形成部材と、対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを用意する準備工程と、(ii)対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させた状態で、反応ガスをガス供給室に供給することにより、反応室内の対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して交差する方向に沿って、ガス供給室の反応ガスを吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面に向けて吹き出し、対象物のカーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程とを実施する。   (1) In the carbon nanotube manufacturing method according to the present invention, (i) an object having a carbon nanotube formation surface for forming carbon nanotubes is prepared, a reaction chamber for accommodating the object, and a reaction chamber The gas supply chamber extended along the surface direction in which the carbon nanotube formation surface extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object to be accommodated with a space therebetween, and the gas supply chamber and the reaction chamber communicate with each other And a gas passage forming member having a plurality of outlets for blowing the reaction gas in the gas supply chamber to the reaction chamber, and forming a carbon nanotube at least one of the carbon nanotube formation surface of the object, the gas passage formation member, and the reaction gas A preparation step of preparing a heating source to be heated to a temperature; (ii) a carbon nanotube forming surface of a target object, a gas passage forming member; By supplying the reaction gas to the gas supply chamber in a state where at least one of the reaction gases is heated to the carbon nanotube formation temperature, the surface in which the carbon nanotube formation surface of the object in the reaction chamber extends extends. A carbon nanotube formation step is performed in which the reaction gas in the gas supply chamber is blown out from the outlet toward the carbon nanotube formation surface of the object along the intersecting direction, and carbon nanotubes are formed on the carbon nanotube formation surface of the object. To do.

ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。   The gas supply chamber extends along the surface direction in which the carbon nanotube formation surface extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object accommodated in the reaction chamber with a space therebetween. The plurality of air outlets communicate the gas supply chamber and the reaction chamber, and blow out the reaction gas in the gas supply chamber toward an object in the reaction chamber.

このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lができるだけ均衡化されている。このため対象物のうち同一のカーボンナノチューブ形成面において、そのカーボンナノチューブ形成面の各部位に形成されるカーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。   For this reason, when the reactive gas is blown out, the shortest distance L from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object is balanced as much as possible from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object. Has been. For this reason, in the same carbon nanotube formation surface among objects, the dispersion | variation in the property of the carbon nanotube formed in each site | part of the carbon nanotube formation surface is reduced.

(2)本発明に係るカーボンナノチューブ製造装置は、カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物にカーボンナノチューブを製造するカーボンナノチューブ製造装置であって、(i)基体と、(ii)基体に設けられ、対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設された対面壁と、対面壁にこれを貫通するように形成された複数の吹出口と、対面壁を用いて対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設され且つ吹出口に連通するガス供給室と、反応室に連通するガス排出通路とを有するガス通路形成部材と、(iii)基体に設けられ、対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを具備する。   (2) A carbon nanotube production apparatus according to the present invention is a carbon nanotube production apparatus for producing carbon nanotubes on an object having a carbon nanotube formation surface for forming carbon nanotubes, comprising: (i) a substrate; and (ii) ) A facing wall provided on the substrate and facing the carbon nanotube forming surface of the target object with a space therebetween, extending along the surface direction in which the carbon nanotube forming surface of the target object extends, and the facing wall A plurality of air outlets formed so as to penetrate, a gas supply chamber that extends along a surface direction in which the carbon nanotube forming surface of the object extends using a facing wall and communicates with the air outlet, and a reaction chamber A gas passage forming member having a gas discharge passage communicating with the gas passage, and (iii) a carbon nanotube forming surface of the object provided on the substrate, a gas passage shape Member, comprising a heating source for heating at least one of carbon nanotube formation temperature of the reaction gas.

ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。   The gas supply chamber extends along the surface direction in which the carbon nanotube formation surface extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object accommodated in the reaction chamber with a space therebetween. The plurality of air outlets communicate the gas supply chamber and the reaction chamber, and blow out the reaction gas in the gas supply chamber toward an object in the reaction chamber.

このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lができるだけ均衡化されている。このため同一のカーボンナノチューブ形成面においては、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの成長のばらつきが低減される。   For this reason, when the reactive gas is blown out, the shortest distance L from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object is balanced as much as possible from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object. Has been. For this reason, in the same carbon nanotube formation surface, the dispersion | variation in the growth of the carbon nanotube formed in the same carbon nanotube formation surface is reduced.

本発明によれば、ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lができるだけ均衡化されている。このため同一のカーボンナノチューブ形成面においては、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの成長のばらつきが低減される。   According to the present invention, the gas supply chamber is extended along the surface direction in which the carbon nanotube formation surface extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object accommodated in the reaction chamber with a space therebetween. Yes. The plurality of air outlets communicate the gas supply chamber and the reaction chamber, and blow out the reaction gas in the gas supply chamber toward an object in the reaction chamber. For this reason, when the reactive gas is blown out, the shortest distance L from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object is balanced as much as possible from each outlet to the carbon nanotube forming surface of the object. Has been. For this reason, in the same carbon nanotube formation surface, the dispersion | variation in the growth of the carbon nanotube formed in the same carbon nanotube formation surface is reduced.

実施形態1に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a concept of a carbon nanotube production apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係り、カーボンナノチューブ製造装置の異なる方向に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the carbon nanotube manufacturing apparatus according to Embodiment 1 along different directions. 実施形態1に係り、カーボンナノチューブ製造装置の要部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the main part of the carbon nanotube production apparatus according to the first embodiment. 実施形態1に係り、第1吹出口および第2吹出口と対象物との関係を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Embodiment 1 and shows the relationship between a 1st blower outlet and a 2nd blower outlet, and a target object. 実施例1に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。3 is an electron micrograph showing the properties of carbon nanotubes formed on an object according to Example 1. FIG. 実施例2に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。4 is an electron micrograph showing the properties of carbon nanotubes formed on an object according to Example 2. FIG. 実施例3に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。6 is an electron micrograph showing the properties of carbon nanotubes formed on an object according to Example 3. FIG. 比較例1に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。6 is an electron micrograph showing the properties of carbon nanotubes formed on an object according to Comparative Example 1. FIG. 実施形態3に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Embodiment 3 and shows the concept of a carbon nanotube manufacturing apparatus. 実施形態4に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Embodiment 4 and shows the concept of a carbon nanotube manufacturing apparatus. 実施形態5に係り、カーボンナノチューブ製造装置の異なる方向に沿った断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the carbon nanotube manufacturing apparatus according to the fifth embodiment along different directions. 実施形態6に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Embodiment 6 and shows the concept of a carbon nanotube manufacturing apparatus. 実施形態7に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a concept of a carbon nanotube production apparatus according to Embodiment 7. 比較例1で用いたカーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a concept of a carbon nanotube production apparatus used in Comparative Example 1. FIG. 比較例1で用いたカーボンナノチューブ製造装置の概念を示す異なる方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along a different direction which shows the concept of the carbon nanotube manufacturing apparatus used in the comparative example 1. FIG.

好ましくは、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物の同一のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lを100として相対表示するとき、各吹出口にわたり75〜125の範囲内に設定され、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lが均衡化されている。この場合、カーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも1つのうちの少なくとも1つを意味する。   Preferably, when the reactive gas is blown, when the shortest distance L from each blowout port to the same carbon nanotube formation surface of the target is displayed as 100, relative to each blowout port, it is set within a range of 75 to 125. The shortest distance L from each air outlet to the carbon nanotube formation surface of the object is balanced. In this case, variation in the properties of the carbon nanotubes is reduced. The property means at least one of at least one of the length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, weight, distribution, etc. of the carbon nanotube.

好ましくは、対象物のカーボンナノチューブ形成面は、第1カーボンナノチューブ形成面と第2カーボンナノチューブ形成面とを有しており、第1カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第1操作と、第2カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第2操作とを独立に制御する。この場合、第1操作および第2操作をそれぞれ独立で制御すれば、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。勿論、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成される第1カーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成される第2カーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。   Preferably, the carbon nanotube formation surface of the object has a first carbon nanotube formation surface and a second carbon nanotube formation surface, and a first operation for forming carbon nanotubes on the first carbon nanotube formation surface, The second operation of forming carbon nanotubes on the two carbon nanotube formation surface is independently controlled. In this case, if the first operation and the second operation are controlled independently, the properties of the carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the second operation on the second carbon nanotube formation surface are formed. It is also possible to change the properties of the carbon nanotubes to be produced. Of course, the property of the first carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the property of the second carbon nanotube formed on the second carbon nanotube formation surface by the second operation are made the same or approximate. You can also.

好ましくは、複数の吹出口の中心線から対象物に向けて延びる延長線は、対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して所定角度(図4に示すθ1,θ2に相当、θ1,θ2=70〜110°)以内で交差するように設定されている。この場合、カーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。   Preferably, the extension line extending from the center line of the plurality of outlets toward the object is a predetermined angle (corresponding to θ1, θ2 shown in FIG. 4) with respect to the surface direction in which the carbon nanotube formation surface of the object extends. θ1, θ2 = 70 to 110 °). In this case, variation in the properties of the carbon nanotubes is reduced.

好ましくは、対象物のカーボンナノチューブ形成面は、第1カーボンナノチューブ形成面と第2カーボンナノチューブ形成面とを有しており、第1カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第1操作と、第2カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第2操作とを独立に制御する。この場合、第1操作および第2操作をそれぞれ独立で制御すれば、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも1つを意味する。勿論、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成される第1カーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成される第2カーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。また、第1操作および第2操作は同時に実施されることが生産上好ましいが、時間的に重複しないように時間的にずらして実施してもよい。更には、第1操作および第2操作は、時間的に一部重複させつつ時間をずらして実施しても良い。   Preferably, the carbon nanotube formation surface of the object has a first carbon nanotube formation surface and a second carbon nanotube formation surface, and a first operation for forming carbon nanotubes on the first carbon nanotube formation surface, The second operation of forming carbon nanotubes on the two carbon nanotube formation surface is independently controlled. In this case, if the first operation and the second operation are controlled independently, the properties of the carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the second operation on the second carbon nanotube formation surface are formed. It is also possible to change the properties of the carbon nanotubes to be produced. The property means at least one of the length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, weight, distribution, etc. of the carbon nanotube. Of course, the property of the first carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the property of the second carbon nanotube formed on the second carbon nanotube formation surface by the second operation are made the same or approximate. You can also. In addition, it is preferable in production that the first operation and the second operation are performed at the same time. However, the first operation and the second operation may be performed while being shifted in time so as not to overlap in time. Furthermore, the first operation and the second operation may be performed while shifting the time while partially overlapping in time.

好ましくは、(a)対象物のカーボンナノチューブ形成面は、互いに異なる位置(例えば、対象物を基板とした場合の表面、裏面、あるいは側面)に設けられた第1カーボンナノチューブ形成面と第2カーボンナノチューブ形成面とを有しており、(b)対面壁は、対象物の第1カーボンナノチューブ形成面に第1間隔を隔てて対面する第1対面壁と、対象物の第2カーボンナノチューブ形成面に第2間隔を隔てて対面する第2対面壁とを有しており、(c)吹出口は、第1対面壁に形成された第1吹出口と、第2対面壁に形成された第2吹出口とを有しており、(d)ガス供給室は、第1ガス供給源に繋がると共に第1吹出口に連通する第1ガス供給室と、第2ガス供給源に繋がると共に第2吹出口に連通する第2ガス供給室とを有しており、(e)加熱源は、第1カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第1反応ガス、対象物の第1カーボンナノチューブ形成面、第1ガス供給室のうちの少なくとも一つを第1カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第1加熱源と、第2カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第2反応ガス、対象物の第2カーボンナノチューブ形成面、第2ガス供給室のうちの少なくとも一つを第2カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第2加熱源とを有する。この場合、第1カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第1操作と、第2カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第2操作とを独立に制御することができる。この場合、第1操作および第2操作をそれぞれ独立で制御すれば、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも1つを意味する。勿論、第1カーボンナノチューブ形成面に第1操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第2カーボンナノチューブ形成面に第2操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。第1操作および第2操作は前述したように時間的に同時に行っても良いし、時間的にずらして行っても良い。   Preferably, (a) the carbon nanotube formation surface of the target object has a first carbon nanotube formation surface and a second carbon provided at different positions (for example, a front surface, a back surface, or a side surface when the target object is a substrate). (B) the facing wall has a first facing wall facing the first carbon nanotube forming surface of the object with a first interval, and a second carbon nanotube forming surface of the object. And (c) the air outlet is a first air outlet formed in the first face wall and a second air wall formed in the second face wall. (D) the gas supply chamber is connected to the first gas supply source, and is connected to the first gas supply chamber, the second gas supply source, and the second gas supply chamber. A second gas supply chamber that communicates with the air outlet. , (E) the heating source is configured to use at least one of the first reaction gas for forming the carbon nanotubes on the first carbon nanotube formation surface, the first carbon nanotube formation surface of the object, and the first gas supply chamber as the first carbon. At least one of a first heating source for heating to the nanotube formation temperature, a second reaction gas for forming carbon nanotubes on the second carbon nanotube formation surface, a second carbon nanotube formation surface of the object, and a second gas supply chamber And a second heating source for heating to a temperature for forming the second carbon nanotubes. In this case, the first operation for forming the carbon nanotubes on the first carbon nanotube formation surface and the second operation for forming the carbon nanotubes on the second carbon nanotube formation surface can be controlled independently. In this case, if the first operation and the second operation are controlled independently, the properties of the carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the second operation on the second carbon nanotube formation surface are formed. It is also possible to change the properties of the carbon nanotubes to be produced. The property means at least one of the length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, weight, distribution, etc. of the carbon nanotube. Of course, the properties of the carbon nanotubes formed on the first carbon nanotube formation surface by the first operation and the properties of the carbon nanotubes formed on the second carbon nanotube formation surface by the second operation can be made the same or approximate. As described above, the first operation and the second operation may be performed simultaneously in time, or may be performed while being shifted in time.

好ましくは、カーボンナノチューブを形成するにあたり、対象物の一端側を一対の第1設置部で挟むと共に、対象物の他端側を一対の第2設置部で挟むことができる。そして第1設置部と第2設置部とを対象物の面方向に沿って相対的に離間させる方向に変位させることにより、対象物の面方向に張力を与え、対象物の過剰な撓み変形が抑制される。この場合、単位時間あたりについて、第1吹出口から吹き出される第1反応ガスの単位時間あたり流量と、第2吹出口から吹き出される第2反応ガスの単位時間あたりの流量とが同等でないときであっても、対象物のカーボンナノチューブ形成面が対象物の厚み方向に変位することが抑制される。このように対象物の面方向に張力を与えつつ、カーボンナノチューブを対象物に形成することもできる。   Preferably, in forming the carbon nanotube, one end side of the object can be sandwiched between the pair of first installation parts, and the other end side of the object can be sandwiched between the pair of second installation parts. Then, by displacing the first installation part and the second installation part in a direction in which the first installation part and the second installation part are relatively separated from each other along the surface direction of the object, tension is applied in the surface direction of the object, and excessive bending deformation of the object is caused. It is suppressed. In this case, when the flow rate per unit time of the first reaction gas blown out from the first outlet is not equal to the flow rate per unit time of the second reaction gas blown out from the second outlet, per unit time. Even so, displacement of the carbon nanotube formation surface of the object in the thickness direction of the object is suppressed. In this way, carbon nanotubes can be formed on the object while applying tension in the surface direction of the object.

好ましくは、ガス通路形成部材のガス排出通路の出口は、対象物の側端面に対面する位置に配置されている。この場合、対象物のカーボンナノチューブ形成面に接触した反応ガスは、カーボンナノチューブを形成させた後に速やかに、ガス排出通路から排出させることができる。このためカーボンナノチューブを形成した後の反応済みガスが反応室に残留することが抑制される。この場合、良好なカーボンナノチューブの形成に貢献できる。カーボンナノチューブ形成反応においては、炭素源およびプロセス条件は特に限定されるものではない。カーボンナノチューブを形成させる炭素を供給させる炭素源として、アルカン、アルケン、アルキン等の脂肪族炭化水素、アルコール、エーチル等の脂肪族化合物、芳香族炭化水素等の芳香族化合物が例示される。従って、炭素源として、アルコール系の原料ガス、炭化水素系の原料ガスを用いるCVD法(熱CVD,プラズマCVD、リモートプラズマCVD法等)が例示される。アルコール系の原料ガスとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等のガスが例示される。更に炭化水素系の原料ガスとしてはメタンガス、エタンガス、アセチレンガス、プロパンガス等が例示される。   Preferably, the outlet of the gas discharge passage of the gas passage forming member is disposed at a position facing the side end surface of the object. In this case, the reaction gas that has come into contact with the carbon nanotube formation surface of the object can be quickly discharged from the gas discharge passage after the carbon nanotubes are formed. For this reason, it is suppressed that the reacted gas after forming the carbon nanotube remains in the reaction chamber. In this case, it can contribute to formation of a favorable carbon nanotube. In the carbon nanotube formation reaction, the carbon source and process conditions are not particularly limited. Examples of the carbon source for supplying carbon for forming carbon nanotubes include aliphatic hydrocarbons such as alkanes, alkenes, and alkynes, aliphatic compounds such as alcohols and ethyls, and aromatic compounds such as aromatic hydrocarbons. Therefore, a CVD method (thermal CVD, plasma CVD, remote plasma CVD method, etc.) using an alcohol-based source gas or a hydrocarbon-based source gas is exemplified as the carbon source. Examples of the alcohol-based source gas include gases such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propanol, butanol, pentanol, and hexanol. Further, examples of the hydrocarbon-based source gas include methane gas, ethane gas, acetylene gas, and propane gas.

(実施形態1)
図1〜図4は実施形態1を示す。カーボンナノチューブ製造装置は、カーボンナノチューブを形成するための対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12にカーボンナノチューブを製造する。ここで、図1〜図3に示すように、対象物1は平らな基板状をなしており、互いに背向する2次元的に延設された平坦な第1カーボンナノチューブ形成面11と、2次元的に並設された平坦な第2カーボンナノチューブ形成面12とを有する。対象物1の材質は特に限定されず、シリコン、金属などが例示される。金属としては、鉄、チタン、銅、アルミニウム、鉄合金(ステンレスを含む)、チタン合金、銅合金、アルミニウム合金等が例示される。図3から理解できるように、第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12は、2次元方向に延びる平坦状とされており、一方向であるX方向(長手方向)と、これに交差(直交)する他方向であるY方向(幅方向)とに延びる。対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12には、触媒が存在していることが好ましい。触媒としては、通常、遷移金属が用いられる。特に、V〜VIII族の金属が好ましい。カーボンナノチューブ集合体の密度の目標値等に応じて、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、銅、クロム、バナジウム、ニッケルバナジウム、チタン、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、銀、金、これらの合金が例示される。触媒はA−B系の合金であることが好ましい。ここで、Aは鉄、コバルト、ニッケルのうちの少なくとも1種であり、Bはチタン、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、タンタルのうちの少なくとも1種であることが好ましい。この場合、鉄−チタン系合金、鉄−バナジウム系合金のうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。更に、コバルト−チタン系合金、コバルト−バナジウム系合金、ニッケル−チタン系合金、ニッケル−バナジウム系合金、鉄−ジルコニウム系合金、鉄−ニオブ系合金が挙げられる。鉄−チタン系合金の場合には、質量比でチタンが10%以上、30%以上、50%以上、70%以上(残部は鉄)、90%以下が例示される。鉄−バナジウム系合金の場合には、質量比でバナジウムが10%以上、30%以上、50%以上、70%以上(残部は鉄)、90%以下が例示される。
(Embodiment 1)
1 to 4 show the first embodiment. The carbon nanotube production apparatus produces carbon nanotubes on the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 of the object 1 for forming carbon nanotubes. Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the object 1 has a flat substrate shape, and the two-dimensionally extending flat first carbon nanotube formation surfaces 11 facing each other, 2 A flat second carbon nanotube forming surface 12 which is dimensionally arranged. The material of the object 1 is not particularly limited, and examples thereof include silicon and metal. Examples of the metal include iron, titanium, copper, aluminum, iron alloys (including stainless steel), titanium alloys, copper alloys, and aluminum alloys. As can be understood from FIG. 3, the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 have a flat shape extending in a two-dimensional direction, and the X direction (longitudinal direction), which is one direction, It extends in the Y direction (width direction), which is the other direction that intersects (orthogonally). A catalyst is preferably present on the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 of the object 1. As the catalyst, a transition metal is usually used. In particular, metals of Group V to VIII are preferable. Depending on the target value of the density of the carbon nanotube aggregate, for example, iron, nickel, cobalt, molybdenum, copper, chromium, vanadium, nickel vanadium, titanium, platinum, palladium, rhodium, ruthenium, silver, gold, and alloys thereof Is exemplified. The catalyst is preferably an AB type alloy. Here, A is preferably at least one of iron, cobalt, and nickel, and B is preferably at least one of titanium, vanadium, zirconium, niobium, hafnium, and tantalum. In this case, it is preferable to include at least one of an iron-titanium alloy and an iron-vanadium alloy. Furthermore, a cobalt-titanium alloy, a cobalt-vanadium alloy, a nickel-titanium alloy, a nickel-vanadium alloy, an iron-zirconium alloy, and an iron-niobium alloy can be used. In the case of an iron-titanium alloy, titanium is 10% or more, 30% or more, 50% or more, 70% or more (the balance is iron), and 90% or less by mass ratio. In the case of an iron-vanadium alloy, vanadium is 10% or more, 30% or more, 50% or more, 70% or more (the balance is iron), and 90% or less by mass ratio.

図1に示す基体2はカーボンナノチューブ製造装置のベースをなす。反応ガスを供給するガス通路形成部材3が基体2に設けられている。図1および図2に示すように、ガス通路形成部材3は、対象物1を収容する容積を有する反応室30と、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に第1間隔E1(最短間隔)を隔てて対面する第1対面壁31と、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に第2間隔E2を隔てて対面する第2対面壁32とを有する。E1=E2、または、E1≒E2(例えばE1/E2=0.85〜1.15)とされていることが好ましい。この場合、図2に示すように、第1カーボンナノチューブ形成面11に形成する第1カーボンナノチューブ101と、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成する第2カーボンナノチューブ102とについて、長さ等の性状を同一または近似させるのに有利である。性状とは物理的性状および化学的性状を意味し、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも1つが例示される。但し、場合によっては、第1カーボンナノチューブ101および第2カーボンナノチューブ102について、性状を変化させる場合には、E1<E2としても良いし、E1>E2としても良い。   A base 2 shown in FIG. 1 forms the base of a carbon nanotube production apparatus. A gas passage forming member 3 for supplying a reaction gas is provided on the base 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the gas passage forming member 3 includes a reaction chamber 30 having a volume for accommodating the target object 1 and a first interval E1 (shortest interval) between the first carbon nanotube formation surface 11 of the target object 1. ) And a second facing wall 32 facing the second carbon nanotube forming surface 12 of the object 1 with a second spacing E2. It is preferable that E1 = E2 or E1≈E2 (for example, E1 / E2 = 0.85 to 1.15). In this case, as shown in FIG. 2, the length and other properties of the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 are as follows. Are the same or approximate. The property means physical property and chemical property, and at least one of the length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, weight, distribution, etc. of the carbon nanotube is exemplified. However, in some cases, when the properties of the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102 are changed, E1 <E2 or E1> E2 may be satisfied.

図1および図2に示すように、第1対面壁31は、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11にほぼ平行とされており、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11が延設する第1面方向(矢印S1方向)に沿って二次元的に延設されており、前記したX方向およびY方向に延設されている。この場合、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成する第1カーボンナノチューブ101の性状について、第1カーボンナノチューブ形成面11においてばらつきを抑制させるのに有利である。第2対面壁32は、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12にほぼ平行とされており、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12が延設する面方向(矢印S2方向)に沿って二次元的に延設されており、前記したX方向およびY方向に延設されている。この場合、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に形成する第1カーボンナノチューブ101の性状について、ばらつきを抑制させるのに有利である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first facing wall 31 is substantially parallel to the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1, and the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 extends. It extends two-dimensionally along the first surface direction (arrow S1 direction), and extends in the X direction and the Y direction described above. In this case, the property of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 is advantageous in suppressing variations in the first carbon nanotube formation surface 11. The second facing wall 32 is substantially parallel to the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 and extends along the surface direction (arrow S2 direction) in which the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 extends. Extending two-dimensionally and extending in the X and Y directions described above. In this case, it is advantageous for suppressing variations in the properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1.

図1および図2に示すように、ガス通路形成部材3は、第1対面壁31にこれを厚み方向に貫通するように形成された複数の第1吹出口41と、第2対面壁32にこれを厚み方向に貫通するように形成された複数の第2吹出口42と、第1対面壁31を用いて対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11が延設する第1面方向(S1方向)に沿って延設され且つ第1吹出口41に連通する第1ガス供給室51と、第2対面壁32を用いて対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12が延設する第2面方向(S2方向)に沿って延設され且つ第2吹出口42に連通する第2ガス供給室52と、反応室30にこれの第1出口38を介して連通する第1ガス排出通路33(図2参照)と、反応室30にこれの第2吹出口39を介して連通する第2ガス排出通路34(図2参照)を有する。第1吹出口41は、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に対向する。第2吹出口42は、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に対向する。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the gas passage forming member 3 is formed on the first facing wall 31 on the second facing wall 32 and the plurality of first air outlets 41 formed so as to penetrate the first facing wall 31 in the thickness direction. A first surface direction (S1) in which the first carbon nanotube forming surface 11 of the object 1 extends using a plurality of second air outlets 42 formed so as to penetrate through this in the thickness direction and the first facing wall 31. The second carbon nanotube forming surface 12 of the object 1 extends using the first gas supply chamber 51 extending along the direction) and communicating with the first air outlet 41 and the second facing wall 32. A second gas supply chamber 52 extending along the surface direction (direction S2) and communicating with the second outlet 42, and a first gas discharge passage 33 communicating with the reaction chamber 30 via the first outlet 38 thereof. (See FIG. 2) and communicated with the reaction chamber 30 through the second outlet 39 thereof. The second gas discharge passage 34 has a (see FIG. 2). The first blower outlet 41 faces the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1. The second air outlet 42 faces the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1.

図2に示すように、第1ガス供給室51は、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に対向するように形成され、箱状通路とされており、対象物1の幅寸法D2よりも大きな幅寸法D20をもつ。第2ガス供給室52は、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に対向するように形成され、箱状通路とされており、対象物1の幅寸法D2よりも大きな幅寸法D20をもつ。図2に示すように、箱状通路は2次元方向(X方向,Y方向)に延設された偏平な箱状通路とされている。第1カーボンナノチューブ形成面11に第1反応ガスをできだけ均一に吹き付け、第1カーボンナノチューブ101をできるだけ均一に形成するためである。また、第2カーボンナノチューブ形成面12に第2反応ガスをできるだけ均一に吹き付け、第2カーボンナノチューブ102をできるだけ均一に形成するためである。なお、カーボンナノチューブ101,102の性状のばらつきを低減させるためには、第1ガス供給室51の流路横断面積をSA1とし、第2ガス供給室52の流路横断面積をSA2とするとき、SA1=SB2,SA1≒SB2が好ましい。場合によっては、SA1/SB2==0.8〜1.2の範囲、または、0.9〜1.1の範囲にできる。但し、これに限定されない。本実施形態では図2に示すように、第1ガス供給室51は対象物1の上側に、第2ガス供給室52は対象物1の下側に配置されている。   As shown in FIG. 2, the first gas supply chamber 51 is formed so as to face the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 and is a box-shaped passage, and from the width dimension D2 of the object 1 Also has a large width dimension D20. The second gas supply chamber 52 is formed so as to face the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 and is a box-shaped passage, and has a width dimension D20 larger than the width dimension D2 of the object 1. . As shown in FIG. 2, the box-shaped passage is a flat box-shaped passage extending in a two-dimensional direction (X direction, Y direction). This is because the first reaction gas is sprayed as uniformly as possible on the first carbon nanotube formation surface 11 to form the first carbon nanotube 101 as uniformly as possible. Further, the second reactive gas is sprayed as uniformly as possible on the second carbon nanotube forming surface 12 to form the second carbon nanotube 102 as uniformly as possible. In order to reduce the variation in the properties of the carbon nanotubes 101 and 102, when the cross-sectional area of the first gas supply chamber 51 is SA1, and the cross-sectional area of the second gas supply chamber 52 is SA2, SA1 = SB2, SA1≈SB2 is preferable. In some cases, SA1 / SB2 == 0.8 to 1.2, or 0.9 to 1.1. However, it is not limited to this. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first gas supply chamber 51 is disposed above the object 1, and the second gas supply chamber 52 is disposed below the object 1.

複数の第1吹出口41は、千鳥配列でほぼ均等間隔で第1対面壁31のほぼ全面(周縁部を除く)に形成されていることが好ましい。この場合、第1反応ガスをできるだけ均一に吹き付けることができ、第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつき低減に貢献できる。なお千鳥配列に限定されるものではなく、第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつき低減に貢献できる限り、要するに、複数の第1吹出口41が第1対面壁31において散乱状に形成されていれば良い。同様に、複数の第2吹出口42が千鳥配列でほぼ均等間隔で第2対面壁32に形成されていることが好ましい。この場合、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102の性状のばらつき低減に貢献できる。なお千鳥配列に限定されるものではない。   The plurality of first air outlets 41 are preferably formed on the substantially entire surface (excluding the peripheral portion) of the first facing wall 31 at a substantially equal interval in a staggered arrangement. In this case, the first reactive gas can be sprayed as uniformly as possible, which can contribute to the reduction in variation in properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11. Note that the arrangement is not limited to the staggered arrangement, and as long as the first carbon nanotubes 101 can contribute to the reduction in variation in the properties of the first carbon nanotubes 101, the plurality of first air outlets 41 may be formed in a scattered manner on the first facing wall 31. good. Similarly, it is preferable that the plurality of second air outlets 42 are formed in the second facing wall 32 at a substantially equal interval in a staggered arrangement. In this case, it is possible to contribute to a reduction in variation in properties of the second carbon nanotubes 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12. It is not limited to the staggered arrangement.

図4から理解できるように、第1吹出口41は、対象物1のサイズ等にもよるが、内径DW1(例えば0.2〜8ミリメートル,0.3〜5ミリメートル)の円形状の孔で形成できる。最も隣接する第1吹出口41の中心軸線P1間のピッチをPA1とし、第1吹出口41の内径をDW1とすると、ピッチPA1=DW1×α1にできる。α1としては2〜50の範囲内、3〜25の範囲内が例示される。但しこれに限定されるものではない。第2吹出口42の内径DW2についても、第2吹出口42の中心軸線P2間のピッチPA2についても同様である。また、大面積の対象物の面内に均一に原料ガスを導入するために、ガス供給の遠い位置ほどピッチを小さくしたり、孔径を大きくしても良い。   As can be understood from FIG. 4, the first air outlet 41 is a circular hole having an inner diameter DW1 (for example, 0.2 to 8 millimeters, 0.3 to 5 millimeters), depending on the size of the object 1 and the like. Can be formed. If the pitch between the central axes P1 of the first air outlets 41 adjacent to each other is PA1, and the inner diameter of the first air outlet 41 is DW1, the pitch PA1 = DW1 × α1 can be obtained. Examples of α1 include a range of 2 to 50 and a range of 3 to 25. However, it is not limited to this. The same applies to the inner diameter DW2 of the second outlet 42 and the pitch PA2 between the central axes P2 of the second outlet 42. Further, in order to uniformly introduce the source gas into the surface of the object having a large area, the pitch may be reduced or the hole diameter may be increased as the gas supply is further away.

本実施形態によれば、対象物1の厚みを示す断面図である図4から理解できるように、複数の第1吹出口41の中心軸線P1から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に向けて延びる延長線PK1は、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11が延設する面方向(S1方向)に対して第1所定角度θ1(θ1=70〜110°)以内で、具体的にθ1=85〜95°以内で交差するように設定されていることが好ましい。また図4に示すように、複数の第2吹出口42の中心軸線P2から対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に向けて延びる延長線PK2は、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12が延設する面方向(S2方向)に対して第2所定角度θ2(θ2=70〜110°)以内で、具体的にθ2=85〜95°以内で交差するように設定されていることが好ましい。θ1およびθ2は88〜92°、特に90°としても良い。   According to the present embodiment, as can be understood from FIG. 4, which is a cross-sectional view showing the thickness of the object 1, the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 is formed from the central axis P <b> 1 of the plurality of first outlets 41. The extension line PK1 extending toward the surface is specifically within a first predetermined angle θ1 (θ1 = 70 to 110 °) with respect to the surface direction (S1 direction) in which the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 extends. Is preferably set to intersect within θ1 = 85 to 95 °. As shown in FIG. 4, the extension line PK2 extending from the central axis P2 of the plurality of second outlets 42 toward the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 is the second carbon nanotube formation surface of the object 1 12 is set so as to intersect with the surface direction (S2 direction) extending within 12 within a second predetermined angle θ2 (θ2 = 70 to 110 °), specifically within θ2 = 85 to 95 °. Is preferred. θ1 and θ2 may be 88 to 92 °, particularly 90 °.

図2に示すように、ガス通路形成部材3において、第1対面壁31および第2対面壁32は、第1副壁61および第2副壁62で互いに連設されている。反応室30の第1出口38は、対象物1の一方の側端面14に接近しつつ対向するように第1副壁61に形成されている。反応室30の第2出口39は、対象物1の他方の側端面15に接近しつつ対向するように第2副壁62に形成されている。   As shown in FIG. 2, in the gas passage forming member 3, the first facing wall 31 and the second facing wall 32 are connected to each other by a first subwall 61 and a second subwall 62. The first outlet 38 of the reaction chamber 30 is formed in the first subwall 61 so as to face the one end surface 14 of the object 1 while approaching. The second outlet 39 of the reaction chamber 30 is formed in the second sub-wall 62 so as to face the other side end face 15 of the object 1 while approaching.

図2に示すように、対象物1の厚みTAが比較的厚いときには、第1出口38と側端面14との距離をM1とし、第2出口39と側端面15との距離をM2とし、対象物1の厚みをTAとするとき、M1は(0.3〜7)×TA、または、(0.5〜5)×TAとすることが例示される。但しこれに限定されるものではない。第1副壁61の厚みをTEとするときには、M1は(0.3〜7)×TE、または、(0.5〜5)×TEとすることが例示される。但しこれに限定されるものではない。このように、第1出口38は対象物1の側端面14に対面しつつ近づいている。このためカーボンナノチューブ101,102を形成させた反応ガスを第1出口38から速やかに第1ガス排出通路33に排出させるのに有利である。同様に、M2は(0.3〜5)×TA、または、(0.5〜2)×TAとすることが例示される。この場合、第2出口39は対象物1の側端面15に対面しつつ近づいている。このためカーボンナノチューブ101,102を形成させた反応ガスを第2吹出口39から速やかに第2ガス排出通路34に排出させるのに有利である。ここで、第1カーボンナノチューブ101と第2カーボンナノチューブ102とについて、性状を同一または近似させるためには、M1=M2、または、M1≒M2(M1/M2=0.7〜1.3の範囲、0.9〜1.1の範囲)とされていることが好ましい。   As shown in FIG. 2, when the thickness TA of the object 1 is relatively thick, the distance between the first outlet 38 and the side end face 14 is M1, and the distance between the second outlet 39 and the side end face 15 is M2. When the thickness of the object 1 is TA, M1 is exemplified as (0.3-7) × TA or (0.5-5) × TA. However, it is not limited to this. When the thickness of the first sub-wall 61 is TE, M1 is exemplified as (0.3-7) × TE or (0.5-5) × TE. However, it is not limited to this. As described above, the first outlet 38 approaches the side end surface 14 of the object 1 while facing the side end surface 14. Therefore, it is advantageous to quickly discharge the reaction gas in which the carbon nanotubes 101 and 102 are formed from the first outlet 38 to the first gas discharge passage 33. Similarly, M2 is exemplified as (0.3-5) × TA or (0.5-2) × TA. In this case, the second outlet 39 approaches the side end face 15 of the object 1 while facing it. For this reason, it is advantageous to quickly discharge the reaction gas in which the carbon nanotubes 101 and 102 are formed from the second outlet 39 to the second gas discharge passage 34. Here, in order to make the properties of the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102 the same or approximate, M1 = M2 or M1≈M2 (in the range of M1 / M2 = 0.7 to 1.3). , 0.9 to 1.1).

図2に示すように、第1ガス排出通路33は、第1副壁61と、第1副壁61よりも外側の第1側壁63とを利用して形成されているおり、図示しないドレン側に繋がる。第2ガス排出通路34は、第2副壁62と、第2副壁62よりも外側の第2側壁64とを利用して形成されており、ドレン側に繋がる。   As shown in FIG. 2, the first gas discharge passage 33 is formed using a first sub wall 61 and a first side wall 63 outside the first sub wall 61, and is not shown on the drain side. It leads to. The second gas discharge passage 34 is formed using the second subwall 62 and the second side wall 64 outside the second subwall 62 and is connected to the drain side.

さらに、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11、ガス通路形成部材3、第1ガス供給室51の第1反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度(例えば400〜1000℃程度、550〜700℃)に加熱させるための第1加熱源71が、基体2に設けられている。対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12、ガス通路形成部材3、第2ガス供給室52の第2反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させるための第2加熱源72が、基体2に設けられている。加熱源71,72は、ガス供給室51,52の外側に配置されているため、ガス供給室51,52の全体、通路形成部材3の全体を加熱させるにも有利である。   Furthermore, at least one of the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1, the gas passage formation member 3, and the first reaction gas in the first gas supply chamber 51 is changed to a carbon nanotube formation temperature (for example, about 400 to 1000 ° C., A first heating source 71 for heating to 550 to 700 ° C. is provided on the base 2. A second heating source 72 for heating at least one of the second carbon nanotube forming surface 12 of the object 1, the gas passage forming member 3, and the second reaction gas in the second gas supply chamber 52 to the carbon nanotube forming temperature. Is provided on the base 2. Since the heating sources 71 and 72 are disposed outside the gas supply chambers 51 and 52, it is advantageous for heating the entire gas supply chambers 51 and 52 and the entire passage forming member 3.

第1加熱源71は、第1ガス供給室51の外側(上側)に配置されており、近赤外線を放出するランプヒータで形成されていることが好ましい。第2加熱源72は、第2ガス供給室52の外側(上側)に配置されており、近赤外線を放出するランプヒータで形成されていることが好ましい。加熱源71,72は通路形成部材3自体も、通路形成部材3内の反応ガスも加熱できる。なお、通路形成部材3の全体は、近赤外線を透過できる材料(例えば石英ガラス)で形成されていることが好ましい。この場合、第1加熱源71および第2加熱源72は、反応室30内の対象物1をカーボンナノチューブ形成温度に加熱できる。加熱源71,72はカバー部材75で外側から覆われている。   The first heating source 71 is preferably disposed on the outside (upper side) of the first gas supply chamber 51 and is formed of a lamp heater that emits near infrared rays. The second heating source 72 is preferably disposed on the outer side (upper side) of the second gas supply chamber 52 and is formed of a lamp heater that emits near infrared rays. The heating sources 71 and 72 can heat the passage forming member 3 itself and the reaction gas in the passage forming member 3. In addition, it is preferable that the whole channel | path formation member 3 is formed with the material (for example, quartz glass) which can permeate | transmit near infrared rays. In this case, the first heating source 71 and the second heating source 72 can heat the object 1 in the reaction chamber 30 to the carbon nanotube formation temperature. The heat sources 71 and 72 are covered with a cover member 75 from the outside.

第1加熱源71および第2加熱源72は制御装置により互いに独立して制御できることが好ましい。この場合、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11の温度T1と、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12の温度T2とを独立させて制御するのに有利である。なお、対象物1が鉄または鉄合金等の導電性および透磁性を有する場合には、第1加熱源71および第2加熱源72としては、電磁誘導で対象物1を加熱させる誘導加熱方式としても良い。誘導加熱の場合には、第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12の表面を表皮効果により集中的に早期に加熱できる。さらには他の加熱方式としても良い。   It is preferable that the first heating source 71 and the second heating source 72 can be controlled independently from each other by the control device. In this case, it is advantageous to independently control the temperature T1 of the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 and the temperature T2 of the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. In addition, when the target object 1 has conductivity and magnetic permeability such as iron or an iron alloy, the first heating source 71 and the second heating source 72 are an induction heating method in which the target object 1 is heated by electromagnetic induction. Also good. In the case of induction heating, the surfaces of the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 can be intensively and quickly heated by the skin effect. Furthermore, other heating methods may be used.

図1に示すように、第1ガス供給室51は、第1反応ガスおよび第1キャリヤガスを供給できる第1供給通路81を介して繋がる。第1供給通路81には、第1反応ガス用の第1供給バルブ81a,第1キャリヤガス用の第1供給バルブ81cが設けられている。第2ガス供給室52は、第2反応ガスおよび第2キャリヤガスを供給できる第2供給通路82を介して繋がる。第2供給通路82には、第2反応ガス用の第2供給バルブ82a,第2キャリヤガス用の第2供給バルブ82cが設けられている。第1供給通路81および第2供給通路82には、供給する各ガスの流量を計測する流量計を設けることが好ましい。更に、対象物1を基準に反応ガスの吹出口41、42と加熱源71、72をそれぞれ対称的に設けることが好ましい。この場合、対象物の両面にそれぞれ形成されるカーボンナノチューブの性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度等の少なくとも1つ)の差について、ばらつきに抑えるのに有利である。   As shown in FIG. 1, the first gas supply chamber 51 is connected via a first supply passage 81 that can supply the first reaction gas and the first carrier gas. The first supply passage 81 is provided with a first supply valve 81a for the first reactive gas and a first supply valve 81c for the first carrier gas. The second gas supply chamber 52 is connected via a second supply passage 82 that can supply the second reaction gas and the second carrier gas. The second supply passage 82 is provided with a second supply valve 82a for the second reaction gas and a second supply valve 82c for the second carrier gas. The first supply passage 81 and the second supply passage 82 are preferably provided with a flow meter for measuring the flow rate of each gas to be supplied. Furthermore, it is preferable to provide the reaction gas outlets 41 and 42 and the heating sources 71 and 72 symmetrically with respect to the object 1. In this case, it is advantageous to suppress variation in the difference in properties (for example, at least one of length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, etc.) of the carbon nanotubes formed on both surfaces of the object. .

さて、カーボンナノチューブ形成工程について説明する。まず、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12にそれぞれ触媒を担持させておくことが好ましい。触媒は、蒸着、スパッタリング、ディピング等に、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12に形成できる。   Now, the carbon nanotube formation process will be described. First, it is preferable that a catalyst is supported on each of the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. The catalyst can be formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 by vapor deposition, sputtering, dipping, or the like.

その後、カーボンナノチューブ形成工程を実施する。すなわち、図1および図2に示すように、設置部18を介して対象物1を反応室30に設置する。設置部18は固定式でも良いし、搬送ローラでも良い。固定式であれば、対象物1を固定した状態でカーボンナノチューブを形成する。搬送ローラであれば、対象物1を搬送方向に連続的に搬送させつつ、カーボンナノチューブ11,12を連続的に形成でき、生産性を向上できる。カーボンナノチューブ形成工程では、反応室30を真空引きしておく。さらに、第1加熱源71および第2加熱源72をオンさせて対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12を所定温度(例えば300〜600℃)に昇温させておく。   Thereafter, a carbon nanotube formation step is performed. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the object 1 is installed in the reaction chamber 30 via the installation unit 18. The installation unit 18 may be a fixed type or a conveyance roller. If it is a fixed type, carbon nanotubes are formed with the object 1 fixed. If it is a conveyance roller, the carbon nanotubes 11 and 12 can be formed continuously, conveying the target object 1 continuously in the conveyance direction, and productivity can be improved. In the carbon nanotube formation step, the reaction chamber 30 is evacuated. Further, the first heating source 71 and the second heating source 72 are turned on to raise the temperature of the first carbon nanotube forming surface 11 and the second carbon nanotube forming surface 12 of the object 1 to a predetermined temperature (for example, 300 to 600 ° C.). Keep it.

この状態で、第1供給通路81からキャリヤガス(アルゴンガスまたは窒素ガス)を第1ガス供給室51および第1吹出口41を介して反応室30に供給する共に、第2供給通路82からキャリヤガスを第2ガス供給室52および第2吹出口42を介して反応室30に供給し、反応室30の圧力を調整する。その後、第1反応ガスを第1供給通路81から第1ガス供給室51に供給すると共に、第2供給通路82から第2反応ガスを第2ガス供給室52に供給させる。第1ガス供給室51に供給された第1反応ガスは、複数の第1吹出口41から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に向けてこれに衝突するように吹き出される。第2ガス供給室52に供給された第2反応ガスは、複数の第2吹出口42から対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に向けてこれに衝突するように吹き出される。なお第1反応ガスおよび第2反応ガスは同量および同種にできる。   In this state, a carrier gas (argon gas or nitrogen gas) is supplied from the first supply passage 81 to the reaction chamber 30 via the first gas supply chamber 51 and the first outlet 41 and the carrier gas is supplied from the second supply passage 82. Gas is supplied to the reaction chamber 30 through the second gas supply chamber 52 and the second outlet 42, and the pressure in the reaction chamber 30 is adjusted. Thereafter, the first reaction gas is supplied from the first supply passage 81 to the first gas supply chamber 51, and the second reaction gas is supplied from the second supply passage 82 to the second gas supply chamber 52. The first reaction gas supplied to the first gas supply chamber 51 is blown out from the plurality of first blowout ports 41 toward the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 so as to collide with the first reaction gas. The second reaction gas supplied to the second gas supply chamber 52 is blown out so as to collide with the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 from the plurality of second blow-out ports 42. The first reaction gas and the second reaction gas can be the same amount and the same type.

上記したカーボンナノチューブ形成工程が実施されると、図2から理解できるように、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に第1カーボンナノチューブ101が形成されると共に、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に第2カーボンナノチューブ102が形成される。第1カーボンナノチューブ101は、基本的には、第1カーボンナノチューブ形成面11にほぼ垂直方向に成長する。第2カーボンナノチューブ102は、基本的には、第2カーボンナノチューブ形成面12にほぼ垂直方向に成長する。   When the above-described carbon nanotube formation step is performed, as can be understood from FIG. 2, the first carbon nanotube 101 is formed on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1, and the second carbon of the object 1 is formed. Second carbon nanotubes 102 are formed on the nanotube formation surface 12. The first carbon nanotubes 101 basically grow in a direction substantially perpendicular to the first carbon nanotube formation surface 11. The second carbon nanotubes 102 basically grow in a direction substantially perpendicular to the second carbon nanotube formation surface 12.

第1反応ガスの吹き出しの際に、各第1吹出口41から対象物1の同一の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離L1(図4参照)を100として相対表示するとき、各第1吹出口41について、75〜125の範囲内に設定されている。具体的には、各第1吹出口41にわたり90〜110の範囲内(特に95〜105の範囲内,100)に設定されていることが好ましい。このため各第1吹出口41について、第1吹出口41から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離L1ができるだけ均衡化されている。この場合、第1カーボンナノチューブ形成面11において形成される第1カーボンナノチューブ101の性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも1つ)のばらつきが抑制される。例えば、第1カーボンナノチューブ101について、その長さの差について、プラスマイマス10%のばらつきに抑えることができる。同様に、第2反応ガスの吹き出しの際に、各第2吹出口42から対象物1の同一の第2カーボンナノチューブ形成面12までの最短距離L2(図4参照)を100として相対表示するとき、各第2吹出口42について、75〜125の範囲内に設定されている。具体的には、各第2吹出口42にわたり90〜110の範囲内(特に95〜105の範囲内)に設定されていることが好ましい。このため各第2吹出口42から対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12までの最短距離L2ができるだけ均衡化されている。この場合、第2カーボンナノチューブ形成面12において形成される第2カーボンナノチューブ102の性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも1つ)のばらつきが抑制される。例えば第2カーボンナノチューブ102について、その長さの差について、プラスマイマス10%のばらつきに抑えることができる。   When the first reactive gas is blown out, when the shortest distance L1 (see FIG. 4) from each first outlet 41 to the same first carbon nanotube forming surface 11 of the object 1 is displayed as 100, The one outlet 41 is set within a range of 75 to 125. Specifically, it is preferable to set within the range of 90 to 110 (particularly within the range of 95 to 105, 100) over each first outlet 41. Therefore, for each first air outlet 41, the shortest distance L1 from the first air outlet 41 to the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 is balanced as much as possible. In this case, variations in the properties (for example, at least one of length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, distribution, etc.) of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 are suppressed. The For example, regarding the first carbon nanotube 101, the difference in length can be suppressed to a variation of 10% in the positive mass. Similarly, when the second reaction gas is blown out, when the shortest distance L2 (see FIG. 4) from each second blow-out opening 42 to the same second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 is displayed as 100, relative display is performed. The second outlets 42 are set within a range of 75 to 125. Specifically, it is preferable to set within the range of 90 to 110 (particularly within the range of 95 to 105) over each second outlet 42. For this reason, the shortest distance L2 from each 2nd blower outlet 42 to the 2nd carbon nanotube formation surface 12 of the target object 1 is balanced as much as possible. In this case, variations in the properties (for example, at least one of the length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, distribution, etc.) of the second carbon nanotubes 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 are suppressed. The For example, the difference in length of the second carbon nanotubes 102 can be suppressed to a variation of 10% positive mass.

上記した本実施形態によれば、第1反応ガスおよび第2反応ガスの単位時間あたりの流量は基本的には同じとされており、L1およびL2は互いに対応する大きさとされている。このため、第1カーボンナノチューブ101と第2カーボンナノチューブ102とについて、性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも1つ)の差について、プラスマイマス10%のばらつきに抑えることができる。この場合、加熱源71,72の出力も基本的には同一とすることが好ましい。更に、第1カーボンナノチューブ101および第2カーボンナノチューブ102について、ばらつき低減を考慮すると、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12に担持される触媒についても、その担持量、担持密度および組成を基本的には同一とすることが好ましい。担持密度とは、カーボンナノチューブ形成面の単位面積あたりの触媒重量を意味する。   According to the above-described embodiment, the flow rates per unit time of the first reaction gas and the second reaction gas are basically the same, and L1 and L2 have sizes corresponding to each other. Therefore, with respect to the difference in properties (for example, at least one of length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, distribution, etc.) between the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102, 10% Can be suppressed. In this case, the outputs of the heating sources 71 and 72 are preferably basically the same. Further, in consideration of reducing variations in the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102, the catalyst supported on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 is also supported. It is preferable that the amount, loading density and composition are basically the same. The supported density means the catalyst weight per unit area of the carbon nanotube formation surface.

本実施形態によれば、カーボンナノチューブ形成工程においては、図1に示すように、第1ガス供給室51については、互いに逆方向(矢印W10,W11方向)から第1反応ガスを第1ガス供給室51に供給することにしている。これにより対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつき低減に貢献できる。また図1に示すように、第2ガス供給室52についても、互いに逆方向(矢印W20,W21方向)から第2反応ガスを第2ガス供給室52に供給することにしている。これにより対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に形成されるカーボンナノチューブの性状のばらつき低減に貢献できる。なお、第1カーボンナノチューブ101および第2カーボンナノチューブ102の形成が終了すると、反応室30から対象物1を取り出す。   According to the present embodiment, in the carbon nanotube formation step, as shown in FIG. 1, the first gas supply chamber 51 is supplied with the first reaction gas from the opposite directions (directions of arrows W10 and W11). The room 51 is supplied. As a result, it is possible to contribute to a reduction in variation in properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1. As shown in FIG. 1, also for the second gas supply chamber 52, the second reaction gas is supplied to the second gas supply chamber 52 from opposite directions (arrows W20 and W21 directions). Thereby, it is possible to contribute to the reduction in variation in the properties of the carbon nanotubes formed on the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. When the formation of the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102 is completed, the object 1 is taken out from the reaction chamber 30.

以上説明したように本実施形態によれば、ガス供給室51,52は、反応室30に収容された対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面11,12が延設する面方向(S1,S2方向)に沿って延設されている。複数の吹出口41,42は、ガス供給室51,52と反応室30とを連通させると共に、ガス供給室51,52の反応ガスを反応室30に吹き出す。このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口41,42から対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12までの最短距離L1,L2については、各吹出口41,42から対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12までの最短距離L1,L2ができるだけ均衡化されている。このため対象物1の同一の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布)のばらつきが低減される。同様に、対象物1の同一の第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102の性状(例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布)のばらつきが低減される。   As described above, according to the present embodiment, the gas supply chambers 51, 52 face the carbon nanotube formation surfaces 11, 12 of the object 1 accommodated in the reaction chamber 30 with a space therebetween, while forming the carbon nanotubes. It is extended along the surface direction (S1, S2 direction) where the surfaces 11 and 12 extend. The plurality of outlets 41, 42 communicate the gas supply chambers 51, 52 and the reaction chamber 30 and blow out the reaction gas in the gas supply chambers 51, 52 to the reaction chamber 30. For this reason, when the reactive gas is blown out, the shortest distances L1 and L2 from the air outlets 41 and 42 to the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 of the object 1 are connected to the object 1 from the air outlets 41 and 42, respectively. The shortest distances L1 and L2 to the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 are balanced as much as possible. For this reason, variation in properties (for example, length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, distribution) of the first carbon nanotubes 101 formed on the same first carbon nanotube formation surface 11 of the target 1 is reduced. The Similarly, variation in properties (for example, length, diameter, number, number of layers, crystallinity, density, distribution) of the second carbon nanotubes 102 formed on the same second carbon nanotube formation surface 12 of the target 1 is reduced. Is done.

本実施形態によれば、第1反応ガスに基づいて対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に第1カーボンナノチューブ101を形成する第1操作と、第2反応ガスに基づいて対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に第2カーボンナノチューブ102を形成する第2操作とをそれぞれ独立に制御することができる。具体的には、バルブ81a,82aを互いに独立に制御できる。バルブ81c,82cを互いに独立に制御できる。加熱源71,72による加熱温度を互いに独立して制御できる。このように第1操作および第2操作をそれぞれ独立で制御すれば、第1カーボンナノチューブ形成面11に第1操作で形成される第1カーボンナノチューブ101の性状と、第2カーボンナノチューブ形成面12に第2操作で形成される第2カーボンナノチューブ102の性状とを同一または近似させることができる。また、加熱源71,72の出力も独立に制御することができる。   According to the present embodiment, the first operation of forming the first carbon nanotube 101 on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 based on the first reaction gas, and the object 1 based on the second reaction gas. The second operation of forming the second carbon nanotube 102 on the second carbon nanotube formation surface 12 can be independently controlled. Specifically, the valves 81a and 82a can be controlled independently of each other. The valves 81c and 82c can be controlled independently of each other. The heating temperatures by the heating sources 71 and 72 can be controlled independently of each other. If the first operation and the second operation are independently controlled in this way, the properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 by the first operation and the second carbon nanotube formation surface 12 are controlled. The property of the second carbon nanotube 102 formed by the second operation can be made the same or approximate. Moreover, the output of the heating sources 71 and 72 can also be controlled independently.

本実施形態によれば、図2から理解できるように、ガス通路形成部材3の反応室30の第1出口38は対象物1の側端面14に対面する位置に配置されている。第1出口39は対象物1の側端面15に対面する位置に配置されている。この場合、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に接触した第1反応ガスについては、第1カーボンナノチューブ形成面11において第1カーボンナノチューブ101を形成させた後に速やかに、矢印N1,N2方向に向けて、第1出口38および第2出口39から、ガス排出通路33,34に排出させることができる。このため第1カーボンナノチューブ101を形成した後の反応済みガスが反応室30に残留することが抑制される。この場合、良好な第1カーボンナノチューブ101の形成に貢献できる。同様に、対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に衝突して接触した第2反応ガスについても、第2カーボンナノチューブ形成面12において第2カーボンナノチューブ102を形成させた後に速やかに、矢印N1,N2方向に向けて、第1出口38および第2出口39からガス排出通路33,34に排出させることができる。このため第2カーボンナノチューブ102を形成した後の反応済みガスが反応室30に残留することが抑制される。この場合、良好な第2カーボンナノチューブ102の形成に貢献できる。   According to this embodiment, as can be understood from FIG. 2, the first outlet 38 of the reaction chamber 30 of the gas passage forming member 3 is disposed at a position facing the side end surface 14 of the object 1. The first outlet 39 is disposed at a position facing the side end surface 15 of the object 1. In this case, for the first reaction gas that has contacted the first carbon nanotube formation surface 11 of the target object 1, the first carbon nanotube 101 is formed on the first carbon nanotube formation surface 11, and then promptly in the directions of arrows N 1 and N 2. From the first outlet 38 and the second outlet 39, the gas discharge passages 33 and 34 can be discharged. For this reason, it is suppressed that the reacted gas after forming the first carbon nanotube 101 remains in the reaction chamber 30. In this case, it can contribute to the formation of a good first carbon nanotube 101. Similarly, for the second reaction gas that collides with and contacts the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1, the second carbon nanotube 102 is formed on the second carbon nanotube formation surface 12, and the arrow N1 is promptly formed. , N2 direction, the gas can be discharged from the first outlet 38 and the second outlet 39 to the gas discharge passages 33 and 34. For this reason, it is suppressed that the reacted gas after forming the second carbon nanotube 102 remains in the reaction chamber 30. In this case, it can contribute to the formation of a favorable second carbon nanotube 102.

(実施形態2)
本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。第1反応ガスに基づいて対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に第1カーボンナノチューブ101を形成する第1操作と、第2反応ガスに基づいて対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12に第2カーボンナノチューブ102を形成する第2操作とをそれぞれ独立に制御する。第1操作および第2操作をそれぞれ独立で制御することにより、第1カーボンナノチューブ形成面11に第1操作で形成される第1カーボンナノチューブ101の性状と、第2カーボンナノチューブ形成面12に第2操作で形成される第2カーボンナノチューブ102の性状とを変更させる。
(Embodiment 2)
This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. Hereinafter, the description will focus on the different parts. A first operation for forming the first carbon nanotube 101 on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 based on the first reaction gas, and a second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 based on the second reaction gas. And the second operation for forming the second carbon nanotubes 102 are independently controlled. By independently controlling the first operation and the second operation, the properties of the first carbon nanotubes 101 formed by the first operation on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second on the second carbon nanotube formation surface 12 are controlled. The property of the second carbon nanotube 102 formed by the operation is changed.

カーボンナノチューブ形成工程において、独立制御としては、(a)第1反応ガスの単位時間あたりの供給流量V1と第2反応ガスの単位時間あたりの供給流量V2とを変える形態、(b)第1加熱源71および第2加熱源72の出力を変えて、第1カーボンナノチューブ形成面11の温度T1および第2カーボンナノチューブ形成面12の温度T2とを変える形態、(c)第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12における触媒担持量および/または触媒組成を変える形態、(e)第1反応ガスおよび第2反応ガスの組成を変える形態等が例示される。   In the carbon nanotube formation step, the independent control includes (a) a mode in which the supply flow rate V1 per unit time of the first reaction gas and the supply flow rate V2 per unit time of the second reaction gas are changed, and (b) the first heating. The output of the source 71 and the second heating source 72 is changed to change the temperature T1 of the first carbon nanotube formation surface 11 and the temperature T2 of the second carbon nanotube formation surface 12, (c) the first carbon nanotube formation surface 11 Examples are a mode in which the catalyst loading and / or catalyst composition on the second carbon nanotube formation surface 12 is changed, and (e) a mode in which the composition of the first reaction gas and the second reaction gas is changed.

従って、第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の長さを相対的に長くにでき、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102の長さを相対的に短くできる。逆に、第1カーボンナノチューブ101の長さを第2カーボンナノチューブ102の長さよりも短く、第2カーボンナノチューブ102の長さを第1カーボンナノチューブ101よりも相対的に長くしても良い。あるいは、第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の密度を第2カーボンナノチューブ102の密度よりも相対的に高くでき、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102の密度を第1カーボンナノチューブ101の密度よりも相対的に低くすることもできる。逆でも良い。なお、キャパシタ電極に適用される場合には、カーボンナノチューブが長い場合には、表面積が増加し、高い帯電できる電気量を期待できる。カーボンナノチューブが短い場合には、応答性の向上を期待できる。なお、対象物1の材質はシリコンでも良いし、金属でも良い。金属としては、鉄、チタン、銅、アルミニウム、鉄合金(ステンレスを含む)、チタン合金、銅合金、アルミニウム合金等が例示される。対象物1の材質に応じて、第1操作および第2操作を互いに操作内容を変更するように実施できる。
(実施例1)
実施例1は図1〜図4に示すカーボンナノチューブ製造装置を用いて実施した。
(対象物1)実施例1では、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102について、その長さをほぼ同一とした。対象物1としては、0.5ミリメートルのシリコン基板を用いた。シリコン基板は研磨されていた。シリコン基板の表面粗さはRa5ナノメートルであった。
(前処理)第1段階として、対象物1の表面を撥水処理した。処理液は、トルエンにヘキサオルガノシラザンを5体積%の濃度で配合したものとした。この処理液に対象物1を30分間浸漬させた。その後、処理液から対象物1を引き上げ、自然乾燥させた。第2段階として、ディップコート法により、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12に、コーティング液を塗布し、鉄−チタン合金の薄膜を30ナノメートル形成した。触媒は島状となっていると考えられる。コーティング液は、ヘキサン中に鉄−チタン合金の粒子(Fe:80%、Ti:20%)を分散させ、可視光度計(WPA社製、CO7500)にて波長680ナノメートルの測定条件で吸光度が0.3となるように濃度調整した液とした。ディップコート法では、大気中において、常温下で、浸漬した後、3ミリメートル/分間の速度で引き上げた。引き上げ後、自然乾燥にて速やかにヘキサンが蒸発した。
(CNT形成)図1〜図4に示す構造をもつ熱CVD装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。予め、反応室30を10Paに真空引きしておくこの反応室30にキャリヤガスとして窒素ガス5000cc/分間を対象物1の両面から導入し、且つ、反応室30の圧力を1×10Paに調整した。対象物1の表面温度を600℃に昇温させた後、炭素源となる反応ガス(アセチレンガス)を1000cc/分にて対象物1の両面から6分間導入した。この場合、第1ガス供給室51については500cc/分とした。第2ガス供給室52については500cc/分とした。これによりカーボンナノチューブを対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12の双方に形成した。図5は形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さは、第1カーボンナノチューブ101および第2カーボンナノチューブ102ともに、約94μmであった。
Accordingly, the length of the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 can be made relatively long, and the length of the second carbon nanotube 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 can be made relatively. Can be shortened. Conversely, the length of the first carbon nanotube 101 may be shorter than the length of the second carbon nanotube 102, and the length of the second carbon nanotube 102 may be relatively longer than the first carbon nanotube 101. Alternatively, the density of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 can be relatively higher than the density of the second carbon nanotubes 102, and the second carbon formed on the second carbon nanotube formation surface 12 can be obtained. The density of the nanotubes 102 can be relatively lower than the density of the first carbon nanotubes 101. The reverse is also acceptable. When applied to a capacitor electrode, when the carbon nanotube is long, the surface area increases, and a high chargeable amount of electricity can be expected. When the carbon nanotube is short, an improvement in responsiveness can be expected. The material of the object 1 may be silicon or metal. Examples of the metal include iron, titanium, copper, aluminum, iron alloys (including stainless steel), titanium alloys, copper alloys, and aluminum alloys. Depending on the material of the object 1, the first operation and the second operation can be performed so as to change the operation contents.
Example 1
Example 1 was carried out using the carbon nanotube production apparatus shown in FIGS.
(Object 1) In Example 1, the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 The length was almost the same. As the object 1, a 0.5 mm silicon substrate was used. The silicon substrate was polished. The surface roughness of the silicon substrate was Ra5 nanometers.
(Pretreatment) As a first step, the surface of the object 1 was subjected to water repellent treatment. The treatment liquid was a mixture of toluene and hexaorganosilazan at a concentration of 5% by volume. The object 1 was immersed in this treatment solution for 30 minutes. Thereafter, the object 1 was pulled up from the treatment liquid and allowed to dry naturally. As a second step, a coating solution was applied to the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 by a dip coating method to form an iron-titanium alloy thin film of 30 nm. The catalyst is considered to be island-shaped. The coating solution is obtained by dispersing iron-titanium alloy particles (Fe: 80%, Ti: 20%) in hexane and measuring the absorbance at a wavelength of 680 nm with a visible photometer (CO7500, manufactured by WPA). The solution was adjusted to a concentration of 0.3. In the dip coating method, after dipping in the atmosphere at room temperature, the film was pulled up at a rate of 3 mm / min. After pulling up, hexane evaporated quickly by natural drying.
(CNT formation) Carbon nanotubes were formed by a carbon nanotube production apparatus formed by a thermal CVD apparatus having the structure shown in FIGS. The reaction chamber 30 is evacuated in advance to 10 Pa. Nitrogen gas of 5000 cc / min is introduced from both sides of the object 1 as a carrier gas into the reaction chamber 30 and the pressure in the reaction chamber 30 is set to 1 × 10 5 Pa. It was adjusted. After the surface temperature of the object 1 was raised to 600 ° C., a reaction gas (acetylene gas) serving as a carbon source was introduced from both surfaces of the object 1 for 6 minutes at 1000 cc / min. In this case, the first gas supply chamber 51 was set to 500 cc / min. The second gas supply chamber 52 was set to 500 cc / min. As a result, carbon nanotubes were formed on both the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. FIG. 5 shows the formed carbon nanotubes. The length of the carbon nanotube was about 94 μm for both the first carbon nanotube 101 and the second carbon nanotube 102.

(実施例2)
(対象物1)実施例2では、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102について、その長さを異ならせた。対象物1は実施例1と同様とした。
(前処理)実施例1と同様とした。
(CNT形成)図1〜図4に示す構造をもつ熱CVD装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。予め、反応室30を10Paに真空引きしておくこの反応室30にキャリヤガスとして窒素ガス5000cc/分間を対象物1の両面から導入し、且つ、反応室30の圧力を1×10Paに調整した。対象物1の表面温度を600℃に昇温させた後、上側の第1ガス供給室51については第1反応ガス(アセチレンガス)を400cc/分にて、下側の第2ガス供給室52については第2反応ガス(アセチレンガス)を1000cc/分の流量に設定し、対象物1の両面から6分間同時に導入した。これによりカーボンナノチューブを対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12の双方に形成した。図6は実施例2について形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さについては、第1カーボンナノチューブ101は約54μmであった。第2カーボンナノチューブ102は184μmであった。
(Example 2)
(Object 1) In Example 2, the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 Different lengths. The object 1 was the same as in Example 1.
(Pretreatment) Same as Example 1.
(CNT formation) Carbon nanotubes were formed by a carbon nanotube production apparatus formed by a thermal CVD apparatus having the structure shown in FIGS. The reaction chamber 30 is evacuated in advance to 10 Pa. Nitrogen gas of 5000 cc / min is introduced from both sides of the object 1 as a carrier gas into the reaction chamber 30 and the pressure in the reaction chamber 30 is set to 1 × 10 5 Pa. It was adjusted. After the surface temperature of the object 1 is raised to 600 ° C., the first gas supply chamber 51 on the upper side is supplied with the first reaction gas (acetylene gas) at 400 cc / min and the lower second gas supply chamber 52. The second reaction gas (acetylene gas) was set at a flow rate of 1000 cc / min and was simultaneously introduced from both sides of the object 1 for 6 minutes. As a result, carbon nanotubes were formed on both the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. FIG. 6 shows the carbon nanotubes formed for Example 2. Regarding the length of the carbon nanotube, the first carbon nanotube 101 was about 54 μm. The second carbon nanotube 102 was 184 μm.

(実施例3)
(対象物1)実施例3では、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102について、その長さを異ならせた。対象物1は厚さ0.5ミリメートのシリコン基板とした。上面である第1カーボンナノチューブ形成面11の表面粗さはRa5ナノメートルとした。下面である第2カーボンナノチューブ形成面12の表面粗さはRa100ナノメートルとし、第1カーボンナノチューブ形成面11よりも粗い面とした。
(前処理)実施例1と同様とした。
(CNT形成)実施例1と同様とした。カーボンナノチューブを対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12の双方に形成した。図7は実施例3について形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さについては、上面である第1カーボンナノチューブ形成面11に形成された第1カーボンナノチューブ101は約72μmであった。下面である第2カーボンナノチューブ形成面12に形成された第2カーボンナノチューブ102は144μmであった
(比較例1)
(対象物1)対象物1は実施例1と同様とした。
(前処理)実施例1と同様とした。
(CNT形成)図14および図15に示す構造をもつ熱CVD装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。この装置では、反応ガスは、対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11および第2カーボンナノチューブ形成面12の面方向に沿って供給される。従って、本実施例1〜3とは反応ガスの流れ方向は基本的には90°異なる。この場合においても、予め、反応室30を10Paに真空引きしておくこの反応室30にキャリヤガスとして窒素ガス5000cc/分間を対象物1の両面から導入し、且つ、反応室30の圧力を1×10Paに調整した。対象物1の表面温度を650℃に昇温させた後、炭素源となる反応ガス(アセチレンガス)を400cc/分にて対象物1の上面である第1カーボンナノチューブ101面に向けて、1000cc/分にて対象物1の下面である第2カーボンナノチューブ形成面に向けて、同時に6分間導入し、カーボンナノチューブを対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面および第2カーボンナノチューブ形成面の双方に形成した。図8は比較例1において形成されたカーボンナノチューブを示す。上面である第1カーボンナノチューブ形成面に形成されたカーボンナノチューブは約35μmであった。さらに上面である第1カーボンナノチューブ形成面については、カーボンナノチューブは良好に形成されなかった。下面である第2カーボンナノチューブ形成面に形成されたカーボンナノチューブは188μmであった。この場合、第1カーボンナノチューブ形成面および第2カーボンナノチューブ形成面において、カーボンナノチューブの長さおよび密度が大きく異なっていた。
(Example 3)
(Object 1) In Example 3, the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 Different lengths. The object 1 was a silicon substrate having a thickness of 0.5 mm. The surface roughness of the first carbon nanotube formation surface 11 which is the upper surface was Ra 5 nanometers. The surface roughness of the second carbon nanotube formation surface 12 as the lower surface was Ra 100 nanometers, which was rougher than the first carbon nanotube formation surface 11.
(Pretreatment) Same as Example 1.
(CNT formation) Same as Example 1. Carbon nanotubes were formed on both the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. FIG. 7 shows the carbon nanotubes formed for Example 3. Regarding the length of the carbon nanotube, the first carbon nanotube 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 which is the upper surface was about 72 μm. The 2nd carbon nanotube 102 formed in the 2nd carbon nanotube formation surface 12 which is a lower surface was 144 micrometers (comparative example 1).
(Object 1) Object 1 was the same as in Example 1.
(Pretreatment) Same as Example 1.
(CNT formation) Carbon nanotubes were formed by a carbon nanotube production apparatus formed by a thermal CVD apparatus having the structure shown in FIGS. In this apparatus, the reaction gas is supplied along the surface direction of the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1. Accordingly, the flow direction of the reaction gas is basically 90 ° different from those of Examples 1 to 3. Also in this case, nitrogen gas 5000 cc / min is introduced from both sides of the object 1 as a carrier gas into the reaction chamber 30 which is evacuated to 10 Pa in advance, and the pressure in the reaction chamber 30 is 1 It adjusted to * 10 < 5 > Pa. After raising the surface temperature of the object 1 to 650 ° C., 1000 cc of reaction gas (acetylene gas) serving as a carbon source is directed to the surface of the first carbon nanotube 101 which is the upper surface of the object 1 at 400 cc / min. At 6 minutes toward the second carbon nanotube formation surface, which is the lower surface of the object 1, for 6 minutes, the carbon nanotubes are introduced into both the first carbon nanotube formation surface and the second carbon nanotube formation surface of the object 1. Formed. FIG. 8 shows the carbon nanotubes formed in Comparative Example 1. The carbon nanotube formed on the first carbon nanotube formation surface, which is the upper surface, was about 35 μm. Furthermore, the carbon nanotubes were not formed well on the first carbon nanotube formation surface, which is the upper surface. The carbon nanotube formed on the second carbon nanotube formation surface which is the lower surface was 188 μm. In this case, the length and density of the carbon nanotubes were greatly different on the first carbon nanotube formation surface and the second carbon nanotube formation surface.

(実施形態3)
図9は実施形態3を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図9に示すように、第1ガス供給室51の一端51e側には供給通路810が設けられ、第1反応ガス用の供給バルブ810a,キャリヤガス用の供給バルブ810cが設けられている。図9に示すように、第1ガス供給室51の他端側51fには供給通路811が設けられ、第1反応ガス用の供給バルブ811a,キャリヤガス用の供給バルブ811cが設けられている。第1ガス供給室51に第1反応ガスを供給するとき、第1ガス供給室51の一端51e側と他端51f側とにおいて、単位時間あたりのガス流量を制御できる。この場合、第1カーボンナノチューブ形成面11について、一端51e側と他端51f側とにおいて、第1カーボンナノチューブ11の性状を変更させることを期待できる。
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows a third embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 9, a supply passage 810 is provided on one end 51e side of the first gas supply chamber 51, and a supply valve 810a for the first reactive gas and a supply valve 810c for the carrier gas are provided. As shown in FIG. 9, a supply passage 811 is provided at the other end 51f of the first gas supply chamber 51, and a supply valve 811a for the first reactive gas and a supply valve 811c for the carrier gas are provided. When the first reactive gas is supplied to the first gas supply chamber 51, the gas flow rate per unit time can be controlled on the one end 51e side and the other end 51f side of the first gas supply chamber 51. In this case, with respect to the first carbon nanotube formation surface 11, it can be expected that the properties of the first carbon nanotube 11 are changed on the one end 51e side and the other end 51f side.

図9に示すように、第2ガス供給室52の一端52e側には供給通路820が設けられ、第2反応ガス用の供給バルブ820a,キャリヤガス用の供給バルブ820cが設けられている。第2ガス供給室52の他端52f側には供給通路822が設けられ、第2反応ガス用の供給バルブ822a,キャリヤガス用の供給バルブ822cが設けられている。第2ガス供給室52に第2反応ガスを供給するとき、第2ガス供給室52の一端52e側と他端52f側とにおいて、単位時間あたりのガス流量を制御できる。この場合、第2カーボンナノチューブ形成面12について、一端52e側と他端52f側とにおいて、第2カーボンナノチューブ12の性状を変更させることを期待できる。   As shown in FIG. 9, a supply passage 820 is provided on one end 52e side of the second gas supply chamber 52, and a supply valve 820a for the second reactive gas and a supply valve 820c for the carrier gas are provided. A supply passage 822 is provided on the other end 52f side of the second gas supply chamber 52, and a supply valve 822a for the second reactive gas and a supply valve 822c for the carrier gas are provided. When the second reaction gas is supplied to the second gas supply chamber 52, the gas flow rate per unit time can be controlled on the one end 52e side and the other end 52f side of the second gas supply chamber 52. In this case, with respect to the second carbon nanotube formation surface 12, it can be expected that the properties of the second carbon nanotube 12 are changed between the one end 52e side and the other end 52f side.

(実施形態4)
図10は実施形態4を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図10に示すように、第1ガス供給室51および第2ガス供給室52は横方向(水平方向)に沿って延設されている。第1反応ガスは、第1ガス供給室51に矢印W1方向(一方向,図9において右方)に向けて供給される。その第1反応ガスは、複数の第1吹出口41から下方向に沿って対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。第2は反応ガスは第2ガス供給室52に矢印W2方向(一方向図9において左方)に供給される。その第2反応ガスは、複数の第2吹出口42から上方向に沿って対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。この場合、第1ガス供給室51から第1吹出口41を介して反応室30に供給された第1反応ガスを考慮すると、第1反応ガスが第1ガス供給室51において図10の矢印W1方向に向かうとき、第1反応ガスの流量は、第1ガス供給室51の上流領域51uから下流領域51dに向かうにつれて次第に減少する。従って、第1吹出口41の個数が同一であれば、複数の第1吹出口41の内径は、第1ガス供給室51の下流領域51dでは上流領域51uよりも相対的に増加している。あるいは、各第1吹出口41の内径が同一であれば、単位面積あたり、複数の第1吹出口41の個数は、第1ガス供給室51の下流領域51dでは上流領域51uよりも増加している。その理由としては、第1ガス供給室51の第1反応ガスを反応室30に吹き込むとき、吹き込む流量のばらつきを低減させるためである。このような本実施形態によれば、第1カーボンナノチューブ形成面11において形成される第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつきを低減させるのに有利である。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a fourth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 10, the first gas supply chamber 51 and the second gas supply chamber 52 extend along the horizontal direction (horizontal direction). The first reactive gas is supplied to the first gas supply chamber 51 in the direction of arrow W1 (one direction, rightward in FIG. 9). The first reaction gas is blown out from the plurality of first outlets 41 so as to collide with the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 substantially vertically along the downward direction. Second, the reactive gas is supplied to the second gas supply chamber 52 in the direction of arrow W2 (leftward in the one-way diagram 9). The second reactive gas is blown out from the plurality of second outlets 42 so as to collide with the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 substantially vertically along the upward direction. In this case, in consideration of the first reaction gas supplied from the first gas supply chamber 51 to the reaction chamber 30 via the first outlet 41, the first reaction gas is fed into the first gas supply chamber 51 by the arrow W1 in FIG. When moving in the direction, the flow rate of the first reaction gas gradually decreases from the upstream region 51u of the first gas supply chamber 51 toward the downstream region 51d. Therefore, if the number of the 1st blower outlets 41 is the same, the internal diameter of the some 1st blower outlet 41 is increasing relatively in the downstream area | region 51d of the 1st gas supply chamber 51 rather than the upstream area | region 51u. Or if the internal diameter of each 1st blower outlet 41 is the same, the number of the several 1st blower outlets 41 per unit area will increase rather than the upstream area | region 51u in the downstream area | region 51d of the 1st gas supply chamber 51. Yes. The reason for this is to reduce variation in the flow rate of the first reaction gas in the first gas supply chamber 51 when it is blown into the reaction chamber 30. According to the present embodiment as described above, it is advantageous to reduce variation in properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11.

第2吹出口42についても同様である。すなわち、第2反応ガスが第2ガス供給室52において図10の矢印W2方向に向かうにつれて、第2反応ガスの流量は、第2ガス供給室52の上流領域52uから下流領域52dに向かうにつれて次第に減少する。従って、第2吹出口42の個数が同一であれば、複数の第2吹出口42の内径は、第2ガス供給室52の下流領域52dでは上流領域52uよりも相対的に増加している。あるいは、各第2吹出口42の内径が同一であれば、単位面積あたり、複数の第2吹出口42の個数は、第2ガス供給室52の下流領域52dでは上流領域52uよりも相対的に増加している。その理由としては、第2ガス供給室52の第2反応ガスを反応室30に吹き込むとき、吹き込む流量のばらつきを低減させるためである。このような本実施形態によれば、第2カーボンナノチューブ形成面12において形成される第2カーボンナノチューブ102の性状のばらつきを低減させるのに有利である。   The same applies to the second outlet 42. That is, as the second reaction gas moves in the direction of arrow W2 in FIG. 10 in the second gas supply chamber 52, the flow rate of the second reaction gas gradually increases from the upstream region 52u to the downstream region 52d of the second gas supply chamber 52. Decrease. Therefore, if the number of the second outlets 42 is the same, the inner diameters of the plurality of second outlets 42 are relatively increased in the downstream region 52d of the second gas supply chamber 52 than in the upstream region 52u. Or if the internal diameter of each 2nd blower outlet 42 is the same, the number of the some 2nd blower outlets 42 per unit area will be relatively in the downstream area | region 52d of the 2nd gas supply chamber 52 rather than the upstream area | region 52u. It has increased. This is because when the second reaction gas in the second gas supply chamber 52 is blown into the reaction chamber 30, variation in flow rate of the blown gas is reduced. Such an embodiment is advantageous in reducing variation in the properties of the second carbon nanotubes 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12.

(実施形態5)
図11は実施形態5を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図11に示すように、第1ガス供給室51および第2ガス供給室52は、互いに対向する箱状通路とされつつも、縦方向(高さ方向,矢印H方向)に沿って延設されている。対象物1は縦方向に沿って配置されており、上部1u,下部1dをもつ。カーボンナノチューブ形成面11,12は高さ方向(矢印H方向)に沿って延設されている。第1ガス供給室51に供給された第1反応ガスは、複数の第1吹出口41から横方向に沿って対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11にほぼ85〜95℃の角度で衝突するように吹き出される。第2ガス供給室52に供給された第2反応ガスは、複数の第2吹出口42から横方向に沿って対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12にほぼ85〜95°の角度で衝突するように吹き出される。
(Embodiment 5)
FIG. 11 shows a fifth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 11, the first gas supply chamber 51 and the second gas supply chamber 52 are extended along the vertical direction (height direction, arrow H direction) while being box-shaped passages facing each other. ing. The object 1 is arranged along the vertical direction and has an upper part 1u and a lower part 1d. The carbon nanotube formation surfaces 11 and 12 extend along the height direction (arrow H direction). The first reaction gas supplied to the first gas supply chamber 51 collides with the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 at an angle of approximately 85 to 95 ° C. along the lateral direction from the plurality of first outlets 41. Be blown out to do. The second reaction gas supplied to the second gas supply chamber 52 collides with the second carbon nanotube formation surface 12 of the object 1 at an angle of approximately 85 to 95 ° along the lateral direction from the plurality of second outlets 42. Be blown out to do.

本実施形態によれば、上側の設置部18cと下側の設置部18a間における距離が長いときであっても、あるいは、対象物1の厚みTAが薄いときであっても、対象物1のうち設置部18a,18c間の部位1mが重力により下方に垂下することが抑制される。さらに、対象物1の一端側を設置部18c,18cで挟むと共に、対象物1の他端側を設置部18a,18aで挟む。そして設置部18c,18cと設置部18a,18aとを対象物1の面方向S1,S2方向に沿って相対的に離間させる方向に変位させる。これにより対象物1の面方向S1,S2方向に張力を与え、対象物1の部位1mの撓み変形を抑制できる。この場合、間隔E1,E2を目標値に維持できる。なお、単位時間あたりについて、第1吹出口41から吹き出される第1反応ガスの流量と、第2吹出口42から吹き出される第1反応ガスの流量とを同等にすれば、対象物1のカーボンナノチューブ形成面11,12に差圧が作用することが抑制される。ひいては、差圧により対象物1の部位1mが対象物1の厚み方向に変位することが抑制される。この場合、カーボンナノチューブ101,102の性状の安定化に貢献できる。   According to this embodiment, even when the distance between the upper installation portion 18c and the lower installation portion 18a is long, or even when the thickness TA of the object 1 is thin, the object 1 Of these, the portion 1m between the installation portions 18a and 18c is prevented from drooping downward due to gravity. Further, one end side of the object 1 is sandwiched between the installation parts 18c and 18c, and the other end side of the object 1 is sandwiched between the installation parts 18a and 18a. And the installation parts 18c and 18c and the installation parts 18a and 18a are displaced in the direction which leaves | separates relatively along the surface direction S1, S2 direction of the target object 1. FIG. Thereby, tension | tensile_strength is given to the surface direction S1, S2 direction of the target object 1, and the bending deformation of the site | part 1m of the target object 1 can be suppressed. In this case, the intervals E1 and E2 can be maintained at the target values. In addition, about the unit time, if the flow rate of the 1st reaction gas blown out from the 1st blower outlet 41 and the flow rate of the 1st reaction gas blown out from the 2nd blower outlet 42 are made equivalent, the target 1's It is possible to suppress the differential pressure from acting on the carbon nanotube formation surfaces 11 and 12. As a result, it is suppressed that the site | part 1m of the target object 1 is displaced to the thickness direction of the target object 1 by differential pressure | voltage. In this case, it can contribute to stabilization of the properties of the carbon nanotubes 101 and 102.

(実施形態6)
図12は実施形態6を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。図12に示すように、第1対面壁31および第1ガス供給室51は、板状の対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11の面方向に沿って二次元的に横方向に沿って延設されている。横方向に延びる第1対面壁31を利用して形成されている第1ガス供給室51は、板状の対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11の面方向に沿って二次元的に横方向に沿って延設されている。このような第1ガス供給室51は、第1カーボンナノチューブ形成面11に対向する偏平な箱状通路とされている。第1吹出口41は、第1対面壁31のほぼ全域に散点状にほぼ均等間隔で形成されている。第1ガス供給室51に供給された第1反応ガスは、複数の第1吹出口41から下方向に沿って対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。第2ガス供給室52は形成されていないため、対象物1のうち主として第1カーボンナノチューブ形成面11にカーボンナノチューブが形成される。すなわち、反応ガスを第1ガス供給室51に供給することにより、反応室30内の対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11が延設する面方向に対して交差する方向(第1カーボンナノチューブ形成面11に対してほぼ垂直方向)に沿って、第1ガス供給室51の反応ガスを第1吹出口41から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11に向けて衝突させるように吹き出す。これにより対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11にカーボンナノチューブを形成する。
(Embodiment 6)
FIG. 12 shows a sixth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. As shown in FIG. 12, the first facing wall 31 and the first gas supply chamber 51 are two-dimensionally along the lateral direction along the surface direction of the first carbon nanotube formation surface 11 of the plate-like object 1. It is extended. The first gas supply chamber 51 formed by using the first facing wall 31 extending in the lateral direction is two-dimensionally laterally along the surface direction of the first carbon nanotube formation surface 11 of the plate-like object 1. It extends along the direction. The first gas supply chamber 51 is a flat box-shaped passage that faces the first carbon nanotube formation surface 11. The 1st blower outlet 41 is formed in the substantially whole area of the 1st facing wall 31 in the shape of a dot at substantially equal intervals. The first reaction gas supplied to the first gas supply chamber 51 is blown out from the plurality of first outlets 41 so as to collide with the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 substantially vertically along the downward direction. The Since the second gas supply chamber 52 is not formed, carbon nanotubes are formed mainly on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1. That is, by supplying the reaction gas to the first gas supply chamber 51, a direction (first carbon nanotube) intersecting the surface direction in which the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 in the reaction chamber 30 extends. The reaction gas in the first gas supply chamber 51 is blown out so as to collide from the first outlet 41 toward the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 along the formation surface 11. Thereby, carbon nanotubes are formed on the first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1.

本実施形態においても、反応ガスの吹き出しの際に、各第1吹出口41から対象物1の同一の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離L1を100として相対表示するとき、各第1吹出口41にわたり、90〜110の範囲内(特に95〜105の範囲内、具体的に100)に設定されている。よって、各第1吹出口41について、各第1吹出口41から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離Lが均衡化されている。従って、第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつき低減に貢献できる。なお、図12から理解できるように、対象物1のうち第1カーボンナノチューブ形成面11と反対側の表面12xには、反応ガスが直接的には吹き付けられないため、表面12xにおけるカーボンナノチューブ生成は制限される。   Also in the present embodiment, when the reactive gas is blown out, when the shortest distance L1 from each first blow-out port 41 to the same first carbon nanotube forming surface 11 of the object 1 is set as 100, each first is displayed. Over the outlet 41, it is set within the range of 90 to 110 (particularly within the range of 95 to 105, specifically 100). Therefore, the shortest distance L from each 1st blower outlet 41 to the 1st carbon nanotube formation surface 11 of the target object 1 is balanced about each 1st blower outlet 41. FIG. Therefore, it is possible to contribute to the reduction in variation in properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11. As can be understood from FIG. 12, since the reaction gas is not directly sprayed on the surface 12x of the object 1 on the side opposite to the first carbon nanotube formation surface 11, the generation of carbon nanotubes on the surface 12x is Limited.

(実施形態7)
図13は実施形態7を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。図13に示すように、第1反応ガスの吹き出しの際に、各第1吹出口41から対象物1の同一の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離L1とする。最短距離L1を100として相対表示するとき、各第1吹出口41にわたり、90〜110の範囲内(特に95〜105の範囲内,100)に設定されている。このため各第1吹出口41から対象物1の第1カーボンナノチューブ形成面11までの最短距離L1が均衡化されている。この場合、第1カーボンナノチューブ形成面11において形成される第1カーボンナノチューブ101の性状のばらつきが抑制される。同様に、第2反応ガスの吹き出しの際に、各第2吹出口42から対象物1の同一の第2カーボンナノチューブ形成面12までの最短距離L2とする。最短距離L2を100として相対表示するとき、各第2吹出口42にわたり75〜125の範囲内に設定されていることが好ましい。具体的には、各第2吹出口42にわたり、90〜110の範囲内(特に95〜105の範囲内)に設定されている。このため各第2吹出口42から対象物1の第2カーボンナノチューブ形成面12までの最短距離L2が均衡化されている。この場合、第2カーボンナノチューブ形成面12において形成される第2カーボンナノチューブ102の性状のばらつきが抑制される。
(Embodiment 7)
FIG. 13 shows a seventh embodiment. This embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first and second embodiments. As shown in FIG. 13, when the first reactive gas is blown out, the shortest distance L1 from each first outlet 41 to the same first carbon nanotube formation surface 11 of the object 1 is set. When the relative display is performed with the shortest distance L1 as 100, the first air outlet 41 is set within a range of 90 to 110 (particularly, within a range of 95 to 105, 100). For this reason, the shortest distance L1 from each 1st blower outlet 41 to the 1st carbon nanotube formation surface 11 of the target object 1 is balanced. In this case, variation in properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 is suppressed. Similarly, when the second reactive gas is blown out, the shortest distance L2 from each second outlet 42 to the same second carbon nanotube forming surface 12 of the object 1 is set. When the relative display is performed with the shortest distance L2 being 100, it is preferable that the distance is set within a range of 75 to 125 over the second air outlets 42. Specifically, it is set within a range of 90 to 110 (particularly within a range of 95 to 105) over each second outlet 42. For this reason, the shortest distance L2 from each 2nd blower outlet 42 to the 2nd carbon nanotube formation surface 12 of the target object 1 is balanced. In this case, variation in the properties of the second carbon nanotubes 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12 is suppressed.

本実施形態によれば、図13に示すように、最短距離L1<最短距離L2とされている。従って、間隔E1<間隔E2とされている。第1カーボンナノチューブ形成面11に形成される第1カーボンナノチューブ101と、第2カーボンナノチューブ形成面12に形成される第2カーボンナノチューブ102との性状を変えるのに貢献できる。なお最短距離L1>最短距離L2としても良い。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 13, the shortest distance L1 <the shortest distance L2. Therefore, the interval E1 <the interval E2. This can contribute to changing the properties of the first carbon nanotubes 101 formed on the first carbon nanotube formation surface 11 and the second carbon nanotubes 102 formed on the second carbon nanotube formation surface 12. The shortest distance L1 may be greater than the shortest distance L2.

(その他)本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。   (Others) The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.

1は対象物、11は第1カーボンナノチューブ形成面、12は第2カーボンナノチューブ形成面、101は第1カーボンナノチューブ、102は第2カーボンナノチューブ、14は側端面、15は側端面、2は基体、3は通路形成部材、30は反応室、31は第1対面壁、32は第2対面壁、33は第1ガス排出通路、34は第2ガス排出通路、38は第1出口、39は第2出口、41は第1吹出口、42は第2吹出口、51は第1ガス供給室、52は第2ガス供給室、71は第1加熱源、72は第2加熱源、81は第1供給通路、82は第2供給通路を示す。   1 is an object, 11 is a first carbon nanotube formation surface, 12 is a second carbon nanotube formation surface, 101 is a first carbon nanotube, 102 is a second carbon nanotube, 14 is a side end surface, 15 is a side end surface, and 2 is a substrate. 3 is a passage forming member, 30 is a reaction chamber, 31 is a first facing wall, 32 is a second facing wall, 33 is a first gas discharge passage, 34 is a second gas discharge passage, 38 is a first outlet, and 39 is The second outlet, 41 is the first outlet, 42 is the second outlet, 51 is the first gas supply chamber, 52 is the second gas supply chamber, 71 is the first heating source, 72 is the second heating source, 81 is A first supply passage 82 is a second supply passage.

Claims (7)

(i)カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物を用意すると共に、
前記対象物を収容するための反応室と、前記反応室に収容される前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されたガス供給室と、前記ガス供給室と前記反応室とを連通させると共に前記ガス供給室の反応ガスを前記反応室に吹き出す複数の吹出口とを有するガス通路形成部材と、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを用意する準備工程と、
(ii)前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させた状態で、
前記反応ガスを前記ガス供給室に供給することにより、前記反応室内の前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して交差する方向に沿って、前記ガス供給室の前記反応ガスを前記吹出口から前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に向けて吹き出し、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程とを実施するカーボンナノチューブ製造方法。
(I) preparing an object having a carbon nanotube formation surface for forming carbon nanotubes;
A reaction chamber for accommodating the object, and a surface direction in which the carbon nanotube formation surface extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object accommodated in the reaction chamber with a space therebetween A gas passage forming member having an extended gas supply chamber, a plurality of outlets for communicating the gas supply chamber and the reaction chamber and blowing out the reaction gas in the gas supply chamber to the reaction chamber; A preparation step of preparing a heating source for heating at least one of the carbon nanotube forming surface of the object, the gas passage forming member, and the reaction gas to a carbon nanotube forming temperature;
(Ii) In a state where at least one of the carbon nanotube formation surface of the object, the gas passage formation member, and the reaction gas is heated to the carbon nanotube formation temperature,
By supplying the reaction gas to the gas supply chamber, the reaction in the gas supply chamber is performed along a direction intersecting a surface direction in which the carbon nanotube formation surface of the object in the reaction chamber extends. A carbon nanotube manufacturing method, comprising: performing a carbon nanotube forming step of blowing gas from the outlet toward the carbon nanotube forming surface of the object to form the carbon nanotube on the carbon nanotube forming surface of the object.
請求項1において、前記反応ガスの吹き出しの際に、各前記吹出口から前記対象物の同一の前記カーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lを100として相対表示するとき、各前記吹出口にわたり75〜125の範囲内に設定され、各前記吹出口から前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面までの最短距離Lが各前記吹出口について均衡化されていることを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。   In claim 1, when the reactive gas is blown out, when the shortest distance L from each blowing outlet to the same carbon nanotube formation surface of the object is relatively displayed as 100, 75 to 125. The carbon nanotube production method, wherein the shortest distance L from each of the outlets to the carbon nanotube formation surface of the object is balanced for each of the outlets. 請求項1または2において、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面は、第1カーボンナノチューブ形成面と第2カーボンナノチューブ形成面とを有しており、前記第1カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第1操作と、前記第2カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第2操作とを独立に制御するカーボンナノチューブ製造方法。   3. The carbon nanotube formation surface of the object according to claim 1 or 2, wherein the carbon nanotube formation surface of the object has a first carbon nanotube formation surface and a second carbon nanotube formation surface, and the carbon nanotubes are formed on the first carbon nanotube formation surface. The carbon nanotube manufacturing method which controls independently the 1st operation to form, and the 2nd operation to form the said carbon nanotube in the said 2nd carbon nanotube formation surface. カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物にカーボンナノチューブを製造するカーボンナノチューブ製造装置であって、
(i)基体と、
(ii)前記基体に設けられ、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設された対面壁と、前記対面壁にこれを貫通するように形成された複数の吹出口と、前記対面壁を用いて前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設され且つ前記吹出口に連通するガス供給室と、前記反応室に連通するガス排出通路とを有するガス通路形成部材と、
(iii)前記基体に設けられ、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを具備するカーボンナノチューブ製造装置。
A carbon nanotube production apparatus for producing carbon nanotubes on an object having a carbon nanotube formation surface for forming carbon nanotubes,
(I) a substrate;
(Ii) A facing wall provided on the base and extending along a surface direction in which the carbon nanotube formation surface of the object extends while facing the carbon nanotube formation surface of the object with a space A plurality of air outlets formed in the facing wall so as to penetrate the facing wall, and extending along a surface direction in which the carbon nanotube forming surface of the object extends using the facing wall, and the A gas passage forming member having a gas supply chamber communicating with the blowout port and a gas discharge passage communicating with the reaction chamber;
(Iii) A carbon nanotube provided on the base and comprising a heating source for heating at least one of the carbon nanotube forming surface of the object, the gas passage forming member, and the reaction gas to a carbon nanotube forming temperature. Manufacturing equipment.
請求項4において、各前記吹出口の中心線から前記対象物に向けて延びる延長線は、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して所定角度θ(θ=70〜110°)以内で交差するように設定されているカーボンナノチューブ製造装置。   5. The extension line extending from the center line of each of the air outlets toward the object according to claim 4 has a predetermined angle θ (θ = 70˜) with respect to a surface direction in which the carbon nanotube formation surface of the object extends. The carbon nanotube manufacturing apparatus set so that it may cross within 110 degrees). 請求項4または5において、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面は、互いに異なる位置に設けられた第1カーボンナノチューブ形成面と第2カーボンナノチューブ形成面とを有しており、
前記対面壁は、前記対象物の前記第1カーボンナノチューブ形成面に第1間隔を隔てて対面する第1対面壁と、前記対象物の前記第2カーボンナノチューブ形成面に第2間隔を隔てて対面する第2対面壁とを有しており、
前記吹出口は、前記第1対面壁に形成された第1吹出口と、前記第2対面壁に形成された第2吹出口とを有しており、
前記ガス供給室は、第1ガス供給通路に繋がると共に前記第1吹出口に連通する第1ガス供給室と、第2ガス供給通路に繋がると共に前記第2吹出口に連通する第2ガス供給室とを有しており、
前記加熱源は、前記第1カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第1反応ガス、前記対象物の前記第1カーボンナノチューブ形成面、前記第1ガス供給室のうちの少なくとも一つを第1カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第1加熱源と、前記第2カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第2反応ガス、前記対象物の第2カーボンナノチューブ形成面、前記第2ガス供給室のうちの少なくとも一つを第2カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第2加熱源とを具備するカーボンナノチューブ製造装置。
In Claim 4 or 5, the carbon nanotube formation surface of the object has a first carbon nanotube formation surface and a second carbon nanotube formation surface provided at different positions,
The facing wall faces the first carbon nanotube forming surface of the object with a first interval, and faces the second carbon nanotube forming surface of the object with a second interval. And a second facing wall
The air outlet has a first air outlet formed in the first facing wall and a second air outlet formed in the second facing wall,
The gas supply chamber is connected to the first gas supply passage and communicates with the first outlet, and the second gas supply chamber is connected to the second gas supply passage and communicates with the second outlet. And
The heating source includes at least one of a first reaction gas for forming the carbon nanotubes on the first carbon nanotube formation surface, the first carbon nanotube formation surface of the object, and the first gas supply chamber. A first heating source for heating to a carbon nanotube formation temperature; a second reaction gas for forming carbon nanotubes on the second carbon nanotube formation surface; a second carbon nanotube formation surface of the object; and a second gas supply chamber. A carbon nanotube production apparatus comprising: a second heating source that heats at least one of them to a second carbon nanotube formation temperature.
請求項4〜6のうちの一項において、前記ガス通路形成部材の前記反応室の出口は、前記対象物の側端面に対面する位置に配置されているカーボンナノチューブ製造装置。   The carbon nanotube manufacturing apparatus according to claim 4, wherein an outlet of the reaction chamber of the gas passage forming member is disposed at a position facing a side end surface of the object.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007048907A (en) * 2005-08-09 2007-02-22 National Institute For Materials Science Electric double layer capacitor electrode and capacitor using same
JP2007525021A (en) * 2003-11-19 2007-08-30 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Gas distribution shower head featuring exhaust aperture
JP2008303422A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Rohm Co Ltd Apparatus for growing in vapor phase
JP2010527302A (en) * 2007-05-17 2010-08-12 ザ・ボーイング・カンパニー Nanotube reinforced interlayer for composite structures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007525021A (en) * 2003-11-19 2007-08-30 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Gas distribution shower head featuring exhaust aperture
JP2007048907A (en) * 2005-08-09 2007-02-22 National Institute For Materials Science Electric double layer capacitor electrode and capacitor using same
JP2010527302A (en) * 2007-05-17 2010-08-12 ザ・ボーイング・カンパニー Nanotube reinforced interlayer for composite structures
JP2008303422A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Rohm Co Ltd Apparatus for growing in vapor phase

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017520675A (en) * 2014-03-24 2017-07-27 アイクストロン、エスイー Apparatus for depositing nanotubes

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