JP5965901B2 - カーボンナノチューブの製造装置 - Google Patents
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Description
FeCl2+C2H2→FeC2+2HCl ・・・(1)
このように、塩化第一鉄とアセチレンとが気相反応することにより、FeC2及び塩化水素が生成される。FeC2の粉体は、互いに衝突を繰り返し、基板28上に堆積する。このFeC2に含まれるFeが、触媒26による触媒作用の主体となる。すなわち、FeC2からFeを残してカーボンが析出し(FeC2→Fe+2C)、グラフェン層が形成される。これがカーボンナノチューブの成長の始まりであると考えられる。なお、残ったFeは、触媒粒子となって基板28上に堆積する。
・基板上にカーボンナノチューブが垂直に配列していること。
・カーボンナノチューブの直線性が極めて高く、且つアレイの状態で凝集化(バンドル化)していること。
・カーボンナノチューブと基板との結合が比較的弱いこと。
上記実施形態の一実施例について以下に説明する。発明者は、図1に示された製造装置10を用いて、多層カーボンナノチューブを基板28上に成長させた。基板28の大きさは、縦横の長さがそれぞれ10mmであり、厚さが1mmであった。また、反応容器管14の径は36mmであった。また、反応容器管14の内部温度を835℃とし、昇温速度を毎分40℃とし、触媒26(FeCl2)の量を300mgとし、原料ガス30(C2H2)の圧力を8Torrとし、原料ガス30の流量を200sccmとした。そして、カーボンナノチューブを複数回にわたり成長させ、各回における成長時間を種々に変化させた。
上記実施形態の別の実施例について以下に説明する。発明者は、図1に示された製造装置10を用いて、多層カーボンナノチューブを基板28上に成長させた。基板28の大きさは、縦横の長さがそれぞれ10mmであり、厚さが1mmであった。また、反応容器管14の径は36mmであった。また、反応容器管14の内部温度を825℃とし、昇温速度を毎分40℃とし、触媒26(FeCl2)の量を200mgとし、原料ガス30(C2H2)の圧力を2Torrとし、原料ガス30の流量を200sccmとした。そして、ハロゲン含有物ガスとして塩素ガス(Cl2)を追加で供給するとともに、その塩素ガスの供給量を、0ppmから700ppmまで複数設定し、これらの供給量のそれぞれにおいてカーボンナノチューブを90分間合成した。
Claims (3)
- カーボンナノチューブを成長させる為の触媒を収容する容器と、
前記カーボンナノチューブの原料となる炭素化合物を前記容器内に供給する原料供給手段と、
前記炭素化合物の供給によって前記カーボンナノチューブとは別に前記触媒の表面に堆積する炭素生成物の生成量を低減する為の、ハロゲン単体及びハロゲン化合物のうち少なくとも一方を含むハロゲン含有物を前記容器内に更に供給するハロゲン含有物供給手段と、
前記原料供給手段における前記炭素化合物の供給及び前記ハロゲン含有物供給手段における前記ハロゲン含有物の供給を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記炭素化合物が前記触媒まで到達した後に前記ハロゲン含有物を前記触媒に到達させる、カーボンナノチューブの製造装置。 - 前記制御部は、前記ハロゲン含有物の供給開始時刻t0における単位時間当たりの前記ハロゲン含有物の供給量と比較して、前記時刻t0より後の時刻t1における単位時間当たりの前記ハロゲン含有物の供給量を多くする、請求項1に記載のカーボンナノチューブの製造装置。
- 前記ハロゲン含有物は、F2、Cl2、Br2、HF、CF4、HCl、及びHBrのうち少なくとも一つを含む、請求項1または2に記載のカーボンナノチューブの製造装置。
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