JP2016166102A - アモルファスカーボンナノ粒子の製造方法及びアモルファスカーボンナノ粒子 - Google Patents
アモルファスカーボンナノ粒子の製造方法及びアモルファスカーボンナノ粒子 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】高周波電力を供給するための第1の電極と、接地された第2の電極が対向するように配置され、前記両電極の間に、貫通孔を有する有孔板が、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置された容器内に、炭素を含む気体原料を導入し、前記両電極間にプラズマを形成して、前記気体原料を分解することによりアモルファスカーボンナノ粒子を得ることを特徴とするアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
【選択図】図1
Description
(1)高周波電力を供給するための第1の電極と、接地された第2の電極が対向するように配置され、前記両電極の間に、貫通孔を有する有孔板が、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置された容器内に、炭素を含む気体原料を導入し、前記両電極間にプラズマを形成して、前記気体原料を分解することによりアモルファスカーボンナノ粒子を得ることを特徴とするアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
(2)気体原料が、窒素又はホウ素を含むことを特徴とする上記(1)記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
(3)気体原料が、珪素を含むことを特徴とする上記(1)又は(2)記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
(4)真空容器、前記真空容器内を減圧下に保持するための排気設備、第1の電極、前記第1の電極に高周波電力を供給するための高周波電源、接地された第2の電極、貫通孔を有する有孔板、及び気体原料を前記真空容器内に供給するための原料供給設備を備え、前記有孔板が、前記第1の電極と第2の電極の間に、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置されたことを特徴とするプラズマCVD装置。
(5)平均粒子径が1〜100nmであるアモルファスカーボンナノ粒子。
(6)窒素又はホウ素を含むことを特徴とする上記(5)記載のアモルファスカーボンナノ粒子。
(7)珪素を含むことを特徴とする上記(5)又は(6)記載のアモルファスカーボンナノ粒子。
[粒子径]
得られたアモルファスカーボンナノ粒子を原子間力顕微鏡(AFM)で観察し(測定装置:セイコーインスツルメンツ製 走査型プローブ顕微鏡 SPI3800N)、250nm×250nmの画像中のすべての粒子の直径を求め、平均化して平均粒子径を求め、画像中の最大粒子径と最小粒子径を求めた。また、粒子径が50nmを超える場合は、2000nm×2000nmの画像を使用して同様に各粒子径を求めた。
[光学バンドギャップ]
ガラス基板上に堆積させた実施例1〜5で得られたアモルファスカーボンナノ粒子の透過光スペクトルを測定し(測定装置:日本分光製 紫外可視分光高度計 VF-750)、得られた透過光スペクトルから以下の式により光吸収係数αを求めた。
α=−ln{(T/100)/d×108}
(Tはアモルファスカーボンナノ粒子の透過率(%)、dは堆積厚(単位:Å))
さらに、光吸収係数αを用いてTaucプロットを作成して、光学ギャップ(E0g)を算出した。
(αhν)1/2=B(E0g−hν)
(hνは入射光エネルギー、Bは定数、E0gは光学バンドギャップの値)
[半導体特性]
Hall効果測定装置(Ecopia., HMS-3000)を使用し、van der Pauw法によりキャリア密度、キャリア移動度、体積抵抗率、及び伝導型を測定した。測定には、絶縁体のガラス基板上にアモルファスカーボンナノ粒子を堆積させた試料を用いた。堆積膜上には、1mm2のニッケルを1cm間隔で4隅に抵抗加熱方式で蒸着してオーミック接触を形成し、このオーミックコンタクトをHall測定に必要な4つの電極として使用した。蒸着した電極に測定装置の端子を接触させ、0.35Tの永久磁石の磁場方向と薄膜表面が垂直になるように試料を設置して、室温でHall効果測定を行った。
[光電流]
紫外光源である水銀キセノンランプ(USHIO Co., SP9-250DV,ランプ出力 250W)を、堆積膜表面に垂直な方向に9cm離れた位置に配置して紫外光を照射した。紫外光の強度は紫外線照度計(USHIO Co., UIT-201)とプローブ(USHIO., UVD-365PD)を使用して測定し、北斗電工製ポテンシオ・ガルバノスタット HZ-3000により光電流を測定した。
Claims (7)
- 高周波電力を供給するための第1の電極と、接地された第2の電極が対向するように配置され、前記両電極の間に、貫通孔を有する有孔板が、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置された容器内に、炭素を含む気体原料を導入し、前記両電極間にプラズマを形成して、前記気体原料を分解することによりアモルファスカーボンナノ粒子を得ることを特徴とするアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
- 気体原料が、窒素又はホウ素を含むことを特徴とする請求項1記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
- 気体原料が、珪素を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
- 真空容器、
前記真空容器内を減圧下に保持するための排気設備、
第1の電極、
前記第1の電極に高周波電力を供給するための高周波電源、
接地された第2の電極、
貫通孔を有する有孔板、及び
気体原料を前記真空容器内に供給するための原料供給設備
を備え、
前記有孔板が、前記第1の電極と第2の電極の間に、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置されたことを特徴とするプラズマCVD装置。 - 平均粒子径が1〜100nmであるアモルファスカーボンナノ粒子。
- 窒素又はホウ素を含むことを特徴とする請求項5記載のアモルファスカーボンナノ粒子。
- 珪素を含むことを特徴とする請求項5又は6記載のアモルファスカーボンナノ粒子。
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