JP2014131952A - カーボンナノチューブ成長用基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーボンナノチューブ成長用基板1は、基板2と、貴金属と遷移金属との合金からなる貴金属合金触媒3と、貴金属合金触媒3を分散配置する形態規定材料層4とを備える。カーボンナノチューブ成長用基板1の製造方法は、基板2上に貴金属合金をスパッタリングする工程と、基板2上に形態規定材料をスパッタリングする工程と、形態規定材料上にさらに貴金属合金をスパッタリングする工程とを備える。
【選択図】 図1
Description
本実施例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(25℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングする操作を4回繰り返した。
本実施例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FePtからなる貴金属合金を0.5nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFePtからなる貴金属合金を0.5nmの厚さにスパッタリングした。この結果、基板2上に、貴金属合金触媒3と、貴金属合金触媒3を分散配置する形態を規定する形態規定材料層4とを備えるカーボンナノチューブ成長用基板1を得た。得られたカーボンナノチューブ成長用基板1の透過型電子顕微鏡写真を図4に示す。
本実施例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングした。この結果、基板2上に、貴金属合金触媒3と、貴金属合金触媒3を分散配置する形態を規定する形態規定材料層4とを備えるカーボンナノチューブ成長用基板1を得た。得られたカーボンナノチューブ成長用基板1の透過型電子顕微鏡写真を図6に示す。
本実施例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFePtからなる貴金属合金を1.0nmの厚さにスパッタリングする操作を2回繰り返した。この結果、基板2上に、貴金属合金触媒3と、貴金属合金触媒3を分散配置する形態を規定する形態規定材料層4とを備えるカーボンナノチューブ成長用基板1を得た。得られたカーボンナノチューブ成長用基板1の透過型電子顕微鏡写真を図8に示す。
本比較例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、Si基板上に、25℃の温度でAlを5.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、25℃の温度でFeを1.5nmの厚さにスパッタリングし、さらに25℃の温度でAlを1.0nmの厚さにスパッタリングすることによりカーボンナノチューブ成長用基板を得た。得られたカーボンナノチューブ成長用基板の透過型電子顕微鏡写真を図10に示す。
本比較例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FeとPtとの2種の金属を、合わせて1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFeとPtとの2種の金属を、合わせて1.0nmの厚さにスパッタリングする操作を4回繰り返すことにより、カーボンナノチューブ成長用基板を得た。本比較例で得られたカーボンナノチューブ成長用基板上に形成された粒子をEDXにより分析したところ、Fe92原子%、Pt8原子%の組成を備えることが判明した。
本比較例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度で、FeとPtとの2種の金属を、合わせて1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOからなる形態規定材料を1.0nmの厚さにスパッタリングし、該形態規定材料上にさらに、740℃の温度でFeとPtとの2種の金属を、合わせて1.0nmの厚さにスパッタリングする操作を2回繰り返すことにより、カーボンナノチューブ成長用基板を得た。本比較例で得られたカーボンナノチューブ成長用基板上に形成された粒子をEDXにより分析したところ、Fe8原子%、Pt92原子%の組成を備えることが判明した。
本比較例では、まず、高真空マグネトロンスパッタ装置を用い、MgO(100)からなる基板2上に、740℃の温度でPtを1.0nmの厚さにスパッタリングした。次に、室温(65℃)でMgOを1.0nmの厚さにスパッタリングし、該MgOにさらに、740℃の温度でPtを1.0nmの厚さにスパッタリングすることによりカーボンナノチューブ成長用基板を得た。得られたカーボンナノチューブ成長用基板の透過型電子顕微鏡写真を図11に示す。
Claims (10)
- 基板と該基板上に配設された触媒とを備えるカーボンナノチューブ成長用基板において、
貴金属と遷移金属との合金からなる貴金属合金触媒と、該基板上に形成され該貴金属合金触媒を分散配置する形態を規定する形態規定材料層とを備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。 - 請求項1記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記形態規定材料層は前記貴金属合金触媒の結晶構造の面方位を制御することにより該貴金属合金触媒の形態を規定することを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項1又は請求項2記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記貴金属合金触媒はFexPt1−x(0.3≦x≦0.7)からなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項3記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記貴金属合金触媒はFexPt1−x(0.3≦x≦0.6)からなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項4記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記貴金属合金触媒はFexPt1−x(0.3≦x≦0.37)からなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記基板は、MgO(100)単結晶からなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記形態規定材料層は、前記基板と同一の材料からなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項記載のカーボンナノチューブ成長用基板において、前記基板は、MgO(100)単結晶からなり、前記形態規定材料層は該基板と物質として同一材料であるMgOからなることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板。
- 基板と該基板上に配設された触媒とを備えるカーボンナノチューブ成長用基板の製造方法において、
該基板上に貴金属と遷移金属とからなる貴金属合金をスパッタリングする工程と、該基板上に該貴金属合金からなる触媒を分散配置する形態を規定する形態規定材料をスパッタリングする工程と、該形態規定材料上にさらに該貴金属合金をスパッタリングする工程とを備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板の製造方法。 - 請求項9記載のカーボンナノチューブ成長用基板の製造方法において、前記基板上に該貴金属合金からなる触媒を分散配置する形態を規定する形態規定材料をスパッタリングする工程と、該形態規定材料上にさらに該貴金属合金をスパッタリングする工程とを複数回繰り返すことを特徴とするカーボンナノチューブ成長用基板の製造方法。
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