JP5971840B2 - 窒素導入方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の形態では、カーボン材料が、カーボンナノウォール、カーボンブラック、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン又はカーボンナノホーンのいずれか1つである。
はじめに、反応室10内の支持手段11にカーボンナノウォール等のカーボン材料2を配置し、その後、ガス供給装置13によって窒素ガスを反応室10内に供給する。この反応室10は、カーボン材料2に窒素をドーピングする際には外部から空気の他のガスが等が入らないように構成されている。また、支持手段11は、カーボン材料2を固定可能であることが好ましい。さらに、ガス供給装置13が供給する窒素ガスは、窒素が含まれるとともにカーボンと化学反応を生じないガスであればよく、例えば、空気と窒素の混合ガスである。
次に、プラズマ発生装置12でプラズマを生成するための放電用ガスを用いてプラズマを発生し、発生したプラズマを反応室10に供給する。
続いて、反応室10において、プラズマ発生装置12から供給されたプラズマによって、ガス供給装置13から供給された窒素ガスに含まれる窒素をカーボン材料2にドーピングする。すなわち、プラズマによって窒素ガスの窒素が励起、イオン化されてカーボン材料2にドーピングされる。
続いて、装置1を利用してシリコン基板上にカーボンナノウォールを形成してカーボン材料を生成した後、本発明の窒素導入方法で窒素をカーボン材料2にドーピングした一例について説明する。ここでは、シリコン基板を520℃とし、水素(10sccm)、メタン(10sccm)及びアルゴン(80sccm)を反応室10に供給して、約3kWのプラズマ電力を用いて360分かけてシリコン基板上にカーボンナノウォールを形成し、その後、カーボンナノウォールが形成されたシリコン基板を520℃とし、窒素(20sccm)及びアルゴン(80sccm)を反応室10に供給して、約3kWのプラズマ電力を用いて1分かけて窒素をドーピングした例で説明する。なお、アルゴンを反応室10に供給したのは、装置1の性能上、アルゴンを必要とするためであって、他の装置を利用する場合には、アルゴンは、カーボンナノウォールの生成及び窒素のドーピングに必須のものではない。
10…反応室
11…支持手段
12…プラズマ発生装置
13…ガス供給装置
2…カーボン材料
Claims (1)
- 反応室内に置かれた基板を所定温度に加熱し、水素、メタン及びアルゴンガスを供給し、所定のプラズマ電力を用い、プラズマで生じた反応を利用して、カーボンナノウォールを形成するステップと、
窒素ガスと、アルゴンガスを、前記カーボンナノウォールが形成された基板が配置された反応室内に供給するステップと、
プラズマを生成し、前記反応室内に供給するステップと、
前記反応室内において、前記基板を前記所定温度に保持しつつ、かつ前記プラズマ電力と同一出力を用い、プラズマで生じた反応を利用して、供給されたガスに含まれる窒素を前記カーボンナノウォール上に導入するステップと、
を有する窒素導入方法。
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