JP4190569B2 - カーボンナノチューブ成長方法 - Google Patents
カーボンナノチューブ成長方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4190569B2 JP4190569B2 JP2007201918A JP2007201918A JP4190569B2 JP 4190569 B2 JP4190569 B2 JP 4190569B2 JP 2007201918 A JP2007201918 A JP 2007201918A JP 2007201918 A JP2007201918 A JP 2007201918A JP 4190569 B2 JP4190569 B2 JP 4190569B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon nanotubes
- growth
- substrate
- carbon nanotube
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
一方、ホットフィラメントCVD法によりカーボンナノチューブを1600℃のフィラメント温度で成長することが、Chemical Physics Letters,342(2001),pp259−264に記載されている。
成長室内に遷移金属を含む触媒の形成された基材を配置する工程と、
成長室内に配置したフィラメントを400〜600℃に加熱して、電界及びプラズマのいずれも用いずに、カーボンナノチューブを成長させる工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
ホットフィラメントを使用することにより、比較的低い温度、具体的には500℃未満の基材成長面温度でも、カーボンナノチューブを配向成長させることができる。
図2(a)に示したように、シリコン基板20の上に触媒用のNi薄膜22を蒸着法により形成し、その上に直径2μmの開口を持つSiN絶縁膜24(厚さ500nm)を形成した。Ni薄膜22の膜厚は任意に決定できるが、ここでは2nmとした。この基板を反応部(真空チャンバ)(図示せず)に導入し、基板温度を500℃とした。アルゴンとアセチレンを80対20の割合で混合した原料ガスを100ccmの流量で反応部に供給し、真空ポンプに通じる排気系での制御により反応部の全体ガス圧を1kPaに調整した。基板上にホットフィラメント(レニウム製)を移動し、基板との間隔を約6mmとして、8A程度の電流を流した。これによりホットフィラメント温度は800℃に上昇する。この状態を1分間維持した後、ホットフィラメントへの通電を停止し、反応部内の残留原料ガスを真空排気して、基板を取り出した。図2(b)に示したように、基板面から垂直方向に約2μmの長さのカーボンナノチューブ26が形成された。
図3(a)に示したように、シリコン基板30上に形成したSiN絶縁膜34(厚さ500nm)の直径2μmの開口内に、レーザーアブレーション法により直径7nmのFe微粒子膜32を形成した。この基板を反応部に導入して基板温度を400℃とした。アルゴンとアセチレンと水素を24対6対70の割合で混合した原料ガスを反応部に供給し、反応部の全体圧力を1.3kPaに調整した。基板上に移動したホットフィラメントに0.7A程度通電して、フィラメント温度を400℃程度にした。この状態を15分間維持した後通電を停止し、反応部内の残留原料ガスを排気してから基板を取り出した。図3(b)に示したように、基板面から垂直方向に長さ約2μm、直径約15nmのカーボンナノチューブ36が形成された。
図4(a)に示したように、ガラス基板40上に溶液反応法により直径4nm程度のFePt微粒子の膜42を形成した。溶液反応であるため、FePt微粒子の周りはカーボン等の不純物で覆われている。通常500℃以上の熱処理でほとんどの不純物は蒸発してなくなるが、FePt微粒子をカーボンナノチューブ成長用の触媒として使用するのには、それだけでは十分でない。そこで、反応部に基板を入れてから水素を導入して圧力を1kPaに制御し、500℃でアニール処理して、FePt微粒子を完全にクリーニングした。
(付記1)原料ガスを供給してCVD法により基材上にカーボンナノチューブを垂直方向に配向させる方法であって、
成長室内に遷移金属を含む触媒の形成された基材を配置する工程と、
前記成長室内に配置したフィラメントを400〜600℃に加熱して、電界及びプラズマのいずれも用いずに、カーボンナノチューブを成長させる工程と、
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ成長方法。
(付記2)前記フィラメントとしてレニウム製又はレニウムを主成分とする材料製のフィラメントを使用する、付記1記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記3)成長室内における前記原料ガスの全圧を0.1〜100kPaとする、付記1又は2記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記4)基材表面に形成した薄膜又は微粒子状のカーボンナノチューブ成長触媒を使用する、付記1から3までのいずれか一つに記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記5)前記触媒として前記微粒子状の触媒を使用し、その直径により成長するカーボンナノチューブの直径を制御する、付記4記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記6)カーボンナノチューブの成長前に、前記基材上に形成した前記微粒子状の触媒を前記成長室内において反応性ガスの存在下でアニール処理して、微粒子状触媒から不純物を除去する、付記5記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記7)前記触媒が、カーボンナノチューブ成長触媒となり得る遷移金属のFe、Ni、Co、Pd又はそれらの2種以上の合金である、付記4から6までのいずれか一つに記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記8)前記触媒がカーボンナノチューブ成長触媒となり得る遷移金属と触媒とならない金属との合金である、付記4から6までのいずれか一つに記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記9)前記合金がFe−Pt又はCo−Pt合金である、付記8記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記10)カーボンナノチューブ成長時に前記フィラメントと前記基材の一方又は両方を相対的に移動させる、付記1から9までのいずれか一つに記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記11)前記基材が半導体又はガラス基板である、付記1から10までのいずれか一つに記載のカーボンナノチューブ成長方法。
(付記12)原料ガスを供給してCVD法により半導体基板上にカーボンナノチューブを垂直方向に配向させる半導体装置の製造方法であって、
成長室内に遷移金属を含む触媒の形成された半導体基板を配置する工程と、
前記成長室内に配置したフィラメントを400〜600℃に加熱して、電界及びプラズマのいずれも用いずに、カーボンナノチューブを成長させる工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
12 ホットフィラメント
14 成長基材
16 基材ステージ
20、30 シリコン基板
22 Ni薄膜
24、34 SiN絶縁膜
26、36、44 カーボンナノチューブ
32 Fe微粒子膜
40 ガラス基板
42 FePt微粒子膜
Claims (4)
- 原料ガスを供給してCVD法により基材上にカーボンナノチューブを垂直方向に配向させる方法であって、
成長室内に遷移金属を含む触媒の形成された基材を配置する工程と、
前記成長室内に配置したフィラメントを400〜600℃に加熱して、電界及びプラズマのいずれも用いずに、カーボンナノチューブを成長させる工程と、
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ成長方法。 - カーボンナノチューブ成長時の原料ガスとしてアルゴン、アセチレンを少なくとも含む、請求項1記載のカーボンナノチューブ成長方法。
- 前記触媒として微粒子状の触媒を使用し、その直径により成長するカーボンナノチューブの直径を制御する、請求項1又は2記載のカーボンナノチューブ成長方法。
- 原料ガスを供給してCVD法により半導体基板上にカーボンナノチューブを垂直方向に配向させる半導体装置の製造方法であって、
成長室内に遷移金属を含む触媒の形成された半導体基板を配置する工程と、
前記成長室内に配置したフィラメントを400〜600℃に加熱して、電界及びプラズマのいずれも用いずに、カーボンナノチューブを成長させる工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007201918A JP4190569B2 (ja) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | カーボンナノチューブ成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007201918A JP4190569B2 (ja) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | カーボンナノチューブ成長方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003083192A Division JP4059795B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-25 | カーボンナノチューブ成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007297277A JP2007297277A (ja) | 2007-11-15 |
JP4190569B2 true JP4190569B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=38767095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007201918A Expired - Lifetime JP4190569B2 (ja) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | カーボンナノチューブ成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4190569B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8323439B2 (en) | 2009-03-08 | 2012-12-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Depositing carbon nanotubes onto substrate |
CN102050424B (zh) * | 2009-11-06 | 2013-11-06 | 清华大学 | 一种制备碳纳米管薄膜及薄膜晶体管的方法 |
JP5858266B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2016-02-10 | アイシン精機株式会社 | カーボンナノチューブ複合体の製造方法 |
-
2007
- 2007-08-02 JP JP2007201918A patent/JP4190569B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007297277A (ja) | 2007-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8163647B2 (en) | Method for growing carbon nanotubes, and electronic device having structure of ohmic connection to carbon element cylindrical structure body and production method thereof | |
KR20010085509A (ko) | 제품 제조 방법 | |
WO2001036704A2 (en) | Method and apparatus for forming carbonaceous film | |
JP4644347B2 (ja) | 熱cvd法によるグラファイトナノファイバー薄膜形成方法 | |
KR20100107403A (ko) | 그래핀의 생산방법 | |
JPH10503747A (ja) | 炭素含有材料の急熱・急冷によるダイヤモンド材の形成 | |
JP5578639B2 (ja) | グラファイト膜製造方法 | |
JP2013067549A (ja) | 薄膜の形成方法 | |
WO2020168819A1 (zh) | 一种高效消除化学气相沉积法石墨烯褶皱的方法 | |
JP2001048512A (ja) | 垂直配向カーボンナノチューブの作製方法 | |
JP4190569B2 (ja) | カーボンナノチューブ成長方法 | |
TW201315276A (zh) | 奈米碳管加熱器及其製法 | |
JP4059795B2 (ja) | カーボンナノチューブ成長方法 | |
JP2006306704A (ja) | 炭素膜の製造方法および炭素膜 | |
JP2001506572A (ja) | 気相合成によるダイヤモンド皮膜の形成方法 | |
JP4881504B2 (ja) | 熱cvd法によるグラファイトナノファイバー薄膜の選択形成方法 | |
JP2005112659A (ja) | カーボンナノチューブ製造装置及びカーボンナノチューブの製造方法 | |
CN109830413B (zh) | GaN微米棒阵列/石墨烯场发射阴极复合材料制备方法 | |
JP2003277031A (ja) | カーボンナノチューブの製法 | |
KR100360281B1 (ko) | 다이아몬드 기상 합성 장치 및 이를 이용한 합성 방법 | |
JP4714328B2 (ja) | グラファイトナノファイバーの径の制御方法 | |
CN108358189B (zh) | 一种制备石墨烯的方法 | |
JP5140296B2 (ja) | リモートプラズマcvd装置及びこの装置を用いたカーボンナノチューブの作製方法 | |
JP4644345B2 (ja) | 熱cvd法によるグラファイトナノファイバー薄膜形成方法 | |
KR100480663B1 (ko) | 변형된 유도결합형 플라즈마 화학기상증착법에 의한탄소나노튜브의 합성방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080819 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080916 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110926 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4190569 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130926 Year of fee payment: 5 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |