JP5636337B2 - カーボンナノチューブ膜の製造方法 - Google Patents
カーボンナノチューブ膜の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5636337B2 JP5636337B2 JP2011138720A JP2011138720A JP5636337B2 JP 5636337 B2 JP5636337 B2 JP 5636337B2 JP 2011138720 A JP2011138720 A JP 2011138720A JP 2011138720 A JP2011138720 A JP 2011138720A JP 5636337 B2 JP5636337 B2 JP 5636337B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- metal catalyst
- nanotube film
- temperature
- carbon nanotube
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
次に、本発明の実施形態を、図面と共に説明する。図1は、本発明を適用した実施形態としてのカーボンナノチューブ膜製造工程の概要を表す説明図である。また、図2は、その製造工程を模式的に表す説明図である。
[第1実施例]
30nmの熱酸化膜を形成したシリコン基板(SUMCO製6インチシリコン(100)ウェハを20mm角に切出したもの)の上にスパッタによりアルミナを15nm成膜したものを基板とし、この基板へ鉄を1.5nmスパッタにて形成し、金属触媒とした。この基板を減圧型のCVD装置(アイクストロン社製BlackMagic)に入れ、真空排気後水素を導入し圧力9.6hPaにて500℃まで昇温し、この温度で3分間保持した。次に、基板温度を400℃まで降温し、前記水素ガス雰囲気にアセチレンガス(炭素原料ガス及び炭化水素ガスの一例)を導入し、圧力8.5hPaにて0秒保持した。続いて、300℃/minの昇温速度でCNT合成温度の700℃まで昇温し、10分間保持することによってカーボンナノチューブを合成した。合成停止はアセチレンガスを止めることにより行い、前記CVD装置のヒータへの通電を止めて冷却した。図3に、この第1実施例の製造工程における時間と温度及び処理雰囲気との関係を示したので、参照されたい。
第2工程の金属触媒活性化後、基板温度を300℃まで降温してアセチレンガスを導入し、10秒間保持した(第3工程)。その他の工程は第1実施例と同様である。図5に、この第2実施例の製造工程における時間と温度及び処理雰囲気との関係を示したので、参照されたい。こうして得られたカーボンナノチューブ膜の紡績性も良好であり、実験には良好な再現性が見られた。
第2工程の金属触媒活性化後、基板温度を500℃に保持したままアセチレンガスを導入し(第3工程)、次に昇温するまでの保持時間を10秒〜3分の間で変えながらカーボンナノチューブを合成した。こうして得られたカーボンナノチューブ膜の紡績性も良好であり、実験には良好な再現性が見られた。
なお、前記各実施例の第3工程、すなわち、基板温度を300〜500℃の低温に保持したままアセチレンガスを導入する工程によってアモルファスカーボンが基板表面に堆積されることを検証するため、本願出願人は次のような実験を行った。すなわち、金属触媒活性化後、基板温度を350℃に保持してアセチレンガスを導入し、3分間保持した後、CNT合成温度まで昇温させることなく基板を取り出した。その基板を電子顕微鏡にて観察した結果が、図6である。図6に示すように、基板の表面がアモルファスカーボンで覆われていることが分かる。
第2工程の金属触媒活性化後、基板温度を600℃まで昇温してアセチレンガスを導入し、10秒間保持した。その他の工程は第1実施例と同様である。こうして得られたカーボンナノチューブ膜の紡績性は不良であった。
第2工程の金属触媒活性化後、そのまま基板温度を700℃まで昇温し、アセチレンガスを導入してカーボンナノチューブを合成した。こうして得られたカーボンナノチューブ膜の紡績性は不良であった。
第2工程の金属触媒活性化を行わず、基板温度を400℃に保持してアセチレンガスを導入し、10秒間保持した後700℃まで昇温し、カーボンナノチューブを合成した。こうして得られたカーボンナノチューブ膜の紡績性は不良であった。
これは、前述の特許文献1と同様の製造方法である。すなわち、金属触媒が蒸着された基板を300〜400℃で10時間アニールした後、その基板を不活性ガス中で500〜700℃に加熱して更にアセチレンを導入することによってカーボンナノチューブ膜を製造した。図7(A)に、この第4比較例の製造工程における時間と温度及び処理雰囲気との関係を示したので、参照されたい。こうして得られたカーボンナノチューブ膜は、紡績ができたりできなかったりし、特性が不安定であった。
これは、前述の特許文献2と同様の製造方法である。すなわち、金属触媒が蒸着された基板を不活性ガス中で700℃に加熱して更にアセチレンを導入することによってカーボンナノチューブ膜を製造した。図7(B)に、この第5比較例の製造工程における時間と温度及び処理雰囲気との関係を示したので、参照されたい。こうして得られたカーボンナノチューブ膜は、紡績ができなかった。
5…アモルファスカーボン 7…カーボンナノチューブ
10…カーボンナノチューブ膜 50…引き出しテープ
99…紡績糸
Claims (4)
- 基板に金属触媒を堆積させる第1工程と、
前記金属触媒堆積後の前記基板を、不活性雰囲気中または還元雰囲気中で金属触媒活性化温度以上に加熱することにより、前記金属触媒を活性化しかつ凝集させる第2工程と、
前記加熱後の前記基板を、炭素原料ガスを含む雰囲気中で前記金属触媒活性化温度以下に保持することにより、前記活性化及び凝集後の前記基板の表面に、アモルファスカーボンを堆積させる第3工程と、
炭素原料ガスを含む雰囲気中で前記基板を前記金属触媒活性化温度よりも高い温度に保持することにより、前記アモルファスカーボンが堆積された前記基板に気相合成法によってカーボンナノチューブを形成する第4工程と、
を備えたことを特徴とするカーボンナノチューブ膜の製造方法。 - 前記第3工程では、前記加熱後の前記基板を、炭素原料ガスを含む雰囲気中で200℃以上前記金属触媒活性化温度以下に保持することを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ膜の製造方法。
- 前記第3工程では、前記第2工程の終了後、前記基板を前記金属触媒活性化温度以下に降温してから炭素原料ガスを前記基板の雰囲気に導入することを特徴とする請求項2に記載のカーボンナノチューブ膜の製造方法。
- 前記第3工程で前記基板を前記金属触媒活性化温度以下に保持する時間が180秒以内であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブ膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011138720A JP5636337B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | カーボンナノチューブ膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011138720A JP5636337B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | カーボンナノチューブ膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013006708A JP2013006708A (ja) | 2013-01-10 |
JP5636337B2 true JP5636337B2 (ja) | 2014-12-03 |
Family
ID=47674402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011138720A Expired - Fee Related JP5636337B2 (ja) | 2011-06-22 | 2011-06-22 | カーボンナノチューブ膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5636337B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6234298B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-11-22 | 日立造船株式会社 | カーボンナノチューブの製造装置 |
JP7193212B2 (ja) * | 2016-05-18 | 2022-12-20 | 戸田工業株式会社 | カーボンナノチューブとその製造方法、及びカーボンナノチューブ分散体 |
JP7024202B2 (ja) * | 2017-04-06 | 2022-02-24 | 株式会社アイシン | カーボンナノチューブ複合体の製造方法 |
JP7184328B2 (ja) | 2017-09-27 | 2022-12-06 | 杉田電線株式会社 | カーボンナノチューブアレイの製造方法、カーボンナノチューブアレイ、及びカーボンナノチューブからなる糸 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1248959C (zh) * | 2002-09-17 | 2006-04-05 | 清华大学 | 一种碳纳米管阵列生长方法 |
JP5218958B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2013-06-26 | 国立大学法人三重大学 | 準結晶触媒を用いるカーボンナノチューブ合成法 |
CN101748380A (zh) * | 2008-12-15 | 2010-06-23 | 索尼株式会社 | 制备碳纳米管膜的方法、碳纳米管膜和碳纳米管元件 |
-
2011
- 2011-06-22 JP JP2011138720A patent/JP5636337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013006708A (ja) | 2013-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100227058A1 (en) | Method for fabricating carbon nanotube array | |
JP4988330B2 (ja) | 窒素ドーピングされた単層カーボンナノチューブの製造方法 | |
JP2006007213A (ja) | 炭素ナノチューブ製造用触媒の製造方法 | |
JP2009107921A (ja) | グラフェンシート及びその製造方法 | |
US20100047152A1 (en) | Growth of carbon nanotubes using metal-free nanoparticles | |
JP5636337B2 (ja) | カーボンナノチューブ膜の製造方法 | |
WO2007074506A1 (ja) | カーボンナノチューブの成長方法及び成長システム | |
US9963347B2 (en) | Method for making nanotube film | |
JPWO2007116434A1 (ja) | カーボンナノチューブの製造方法 | |
Schweiger et al. | Controlling the diameter of aligned single-walled carbon nanotubes on quartz via catalyst reduction time | |
KR20070071177A (ko) | 유리 위에의 단일벽 탄소나노튜브 제조방법 | |
JP4977982B2 (ja) | 線状炭素材料の製造方法及び機能デバイスの製造方法 | |
CN105621388A (zh) | 单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法与应用 | |
KR101315763B1 (ko) | 탄소나노튜브 어레이의 수직 정렬 방법 | |
CN113213454B (zh) | 以石墨烯为催化剂制备单壁碳纳米管的方法 | |
JP2007521949A (ja) | 支持体上への材料層の製造方法 | |
JP2009173493A (ja) | カーボンファイバ製造方法およびカーボンファイバ | |
JP5783669B2 (ja) | 触媒金属微粒子形成方法 | |
KR101934162B1 (ko) | 단결정 SiC 나노와이어 제조방법 | |
TWI667363B (zh) | 一種奈米碳管陣列之製備方法 | |
KR20160042676A (ko) | 끝단이 날카로운 탄소나노섬유 및 팔라듐 촉매를 이용한 탄소나노섬유의 성장방법 | |
KR102349695B1 (ko) | 수직배향 탄소 나노 튜브 집합체의 제조방법 | |
JP2019059663A (ja) | カーボンナノチューブアレイの製造方法、カーボンナノチューブアレイ、及びカーボンナノチューブからなる糸 | |
JP2015017022A (ja) | グラフェンの製造方法 | |
US7799307B2 (en) | Method of growing single-walled carbon nanotubes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130924 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140530 |
|
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: 20140924 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141020 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5636337 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |