JPH0931757A - グラファイトファイバーの作成方法 - Google Patents
グラファイトファイバーの作成方法Info
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- JPH0931757A JPH0931757A JP7210161A JP21016195A JPH0931757A JP H0931757 A JPH0931757 A JP H0931757A JP 7210161 A JP7210161 A JP 7210161A JP 21016195 A JP21016195 A JP 21016195A JP H0931757 A JPH0931757 A JP H0931757A
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Landscapes
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- Catalysts (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は低温度で比較的簡単な装置によってナ
ノチューブと呼ばれる円筒状グラファイトファイバーの
作成方法を提供する。 【構成】ニッケル微粒子を触媒とし、有機化合物を原料
として化学気相成長法によりグラファイトファイバーを
作成するに当たり、そのファイバーを成長させる温度を
６５０℃から８００℃とすることを特徴とするグラファ
イトファイバーの作成方法である。
ノチューブと呼ばれる円筒状グラファイトファイバーの
作成方法を提供する。 【構成】ニッケル微粒子を触媒とし、有機化合物を原料
として化学気相成長法によりグラファイトファイバーを
作成するに当たり、そのファイバーを成長させる温度を
６５０℃から８００℃とすることを特徴とするグラファ
イトファイバーの作成方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極めて細いグラファイ
トファイバーの作成方法に関し、特にナノチューブと呼
ばれる円筒状グラファイトファイバーの作成に関する。
トファイバーの作成方法に関し、特にナノチューブと呼
ばれる円筒状グラファイトファイバーの作成に関する。
【０００２】
【従来の技術】所謂ナノチューブと称される直径が１０
-9ｍｍ程度の極めて細い円筒状グラファイトファイバー
は、同心円柱状にグラファイト結晶の網面がスパイラル
状に巻いた構造をしているため、その構造上の僅かな違
いにより、金属的な導電性から半導体的な導電性までの
幅広い特性を示すことが予想され、新規な応用が期待さ
れている物質である。従来からグラファイトファイバー
の作成方法としては、有機物質を紡糸してファイバー状
にし、これを高温で熱処理する方法と、鉄を触媒に用い
て気相成長方法によってファイバーを成長させる方法と
が知られている。更に、最近、炭素を電極としてアーク
放電によりファイバーを成長させる方法が報告されてい
る。これら作成方法において、有機物を紡糸し、これを
高温処理する方法は、炭素質材料の構造を制御すること
が困難であり、結晶性の良好な物は得られなかった。鉄
を触媒とする方法については、グラファイト面が同心円
柱状に巻いた構造を持つファイバーが得られることが報
告されている。
-9ｍｍ程度の極めて細い円筒状グラファイトファイバー
は、同心円柱状にグラファイト結晶の網面がスパイラル
状に巻いた構造をしているため、その構造上の僅かな違
いにより、金属的な導電性から半導体的な導電性までの
幅広い特性を示すことが予想され、新規な応用が期待さ
れている物質である。従来からグラファイトファイバー
の作成方法としては、有機物質を紡糸してファイバー状
にし、これを高温で熱処理する方法と、鉄を触媒に用い
て気相成長方法によってファイバーを成長させる方法と
が知られている。更に、最近、炭素を電極としてアーク
放電によりファイバーを成長させる方法が報告されてい
る。これら作成方法において、有機物を紡糸し、これを
高温処理する方法は、炭素質材料の構造を制御すること
が困難であり、結晶性の良好な物は得られなかった。鉄
を触媒とする方法については、グラファイト面が同心円
柱状に巻いた構造を持つファイバーが得られることが報
告されている。
【０００３】従って、上記の従来のグラファイトファイ
バーの作成法の内、同心円柱状にグラファイト結晶の網
面がスパイラル状に巻いた、いわゆるグラファイトナノ
チューブを作ることのできるのは、鉄を触媒に使う方法
とアーク放電を用いる方法である。鉄を使う方法は、成
分として鉄を含んだ原料気体、例えばフェロセンを用
い、気相反応で鉄の微粒子を生成し、それをそのまま反
応容器中で触媒として用いてグラファイトファイバーを
生成させるという方法である。この方法では、グラファ
イトファイバーを生成させるために１０００℃以上の高
い温度が必要である。また、グラファイトファイバーの
生成は反応管の中の空間および壁面のあらゆる部分で起
こり、必要とする領域に限定してファイバーを作成する
ことができない。また、アーク放電による方法では、放
電電極のうち、陰極側にだけグラファイトファイバーが
塊となって生成する。そのためアーク放電用の特殊な装
置が必要となるだけでなく、この場合にも必要な場所に
ファイバーを生成させることはできない。
バーの作成法の内、同心円柱状にグラファイト結晶の網
面がスパイラル状に巻いた、いわゆるグラファイトナノ
チューブを作ることのできるのは、鉄を触媒に使う方法
とアーク放電を用いる方法である。鉄を使う方法は、成
分として鉄を含んだ原料気体、例えばフェロセンを用
い、気相反応で鉄の微粒子を生成し、それをそのまま反
応容器中で触媒として用いてグラファイトファイバーを
生成させるという方法である。この方法では、グラファ
イトファイバーを生成させるために１０００℃以上の高
い温度が必要である。また、グラファイトファイバーの
生成は反応管の中の空間および壁面のあらゆる部分で起
こり、必要とする領域に限定してファイバーを作成する
ことができない。また、アーク放電による方法では、放
電電極のうち、陰極側にだけグラファイトファイバーが
塊となって生成する。そのためアーク放電用の特殊な装
置が必要となるだけでなく、この場合にも必要な場所に
ファイバーを生成させることはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は所
望の位置にグラファイトファイバーを成長させてナノチ
ューブを得るべく種々検討した結果、ニッケル微粒子を
触媒として使用し、化学気相成長法（ＣＶＤ法）によっ
て低温度で目的物を得ることを見出し本発明を完成した
もので、本発明の目的は低温度で比較的簡単な装置によ
ってナノチューブと呼ばれる円筒状グラファイトファイ
バーの作成方法を提供する。
望の位置にグラファイトファイバーを成長させてナノチ
ューブを得るべく種々検討した結果、ニッケル微粒子を
触媒として使用し、化学気相成長法（ＣＶＤ法）によっ
て低温度で目的物を得ることを見出し本発明を完成した
もので、本発明の目的は低温度で比較的簡単な装置によ
ってナノチューブと呼ばれる円筒状グラファイトファイ
バーの作成方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本願発明の要旨
は、ニッケル微粒子を触媒とし、有機化合物を原料とし
て化学気相成長法によりグラファイトファイバーを作成
するに当たり、ニッケル微粒子上にグラファイトファイ
バーを６５０℃から８００℃の温度範囲で成長させるこ
とを特徴とするグラファイトファイバーの作成方法であ
る。そして、本発明では触媒のニッケル微粒子として
は、基体表面に形成したニッケル薄膜を真空中又は非酸
化雰囲気中で加熱処理を施して凝縮・粒状化して基板上
に形成したニッケル微粒子を使用することが好ましく、
凝縮・粒状化するため基体としてニッケルが濡れにくい
材料を選択することが好ましい。即ち、本発明ではグラ
ファイトファイバー作成のための触媒として金属ニッケ
ル微粒子を用いること、及びその金属ニッケル微粒子は
基体表面上に粒子状として分散させて使用する。
は、ニッケル微粒子を触媒とし、有機化合物を原料とし
て化学気相成長法によりグラファイトファイバーを作成
するに当たり、ニッケル微粒子上にグラファイトファイ
バーを６５０℃から８００℃の温度範囲で成長させるこ
とを特徴とするグラファイトファイバーの作成方法であ
る。そして、本発明では触媒のニッケル微粒子として
は、基体表面に形成したニッケル薄膜を真空中又は非酸
化雰囲気中で加熱処理を施して凝縮・粒状化して基板上
に形成したニッケル微粒子を使用することが好ましく、
凝縮・粒状化するため基体としてニッケルが濡れにくい
材料を選択することが好ましい。即ち、本発明ではグラ
ファイトファイバー作成のための触媒として金属ニッケ
ル微粒子を用いること、及びその金属ニッケル微粒子は
基体表面上に粒子状として分散させて使用する。
【０００６】本発明について詳細に説明する。先ず、本
発明のグラファイトファイバーの形成方法について模式
的に図１に示す。図１において、基体ａ表面の上にニッ
ケル蒸着膜ｂを設け（ｉ）、これを約７００℃前後の温
度に加熱すると、ニッケルは基体と濡れにくいためニッ
ケル蒸着膜ｂは、ニッケル微粒子ｃとして基体上に点在
する（ii）。このようなニッケル微粒子ｃが表面に分散
した基体を触媒としてＣＶＤ法によってグラファイト結
晶を成長させると、グラファイト結晶はニッケル微粒子
ｃの存在した位置に蒸着、成長してグラファイトファイ
バーが形成される（iii）。従って、本発明において
は、基体表面上の金属ニッケル微粒子の位置を選択的に
定めることによって、グラファイトファイバーを所望の
位置に形成させることができる。本発明においては金属
ニッケル微粒子を分散させる必要がある。金属ニッケル
微粒子を分散させるために、基体として金属ニッケルと
濡れ性の悪い物質を使用し、該基体上にニッケル膜を形
成し、これを熱処理すると、ニッケル自体の凝集力がニ
ッケルと基体との付着力より大きいためニッケルは微粒
子化すると共に基体表面上に分散する。本発明ではこの
ような金属ニッケル微粒子を使用することが好ましい。
このような特性を有する基体として、例えば石英ガラス
などの酸化物や弗化カルシウム等の弗化物がある。
発明のグラファイトファイバーの形成方法について模式
的に図１に示す。図１において、基体ａ表面の上にニッ
ケル蒸着膜ｂを設け（ｉ）、これを約７００℃前後の温
度に加熱すると、ニッケルは基体と濡れにくいためニッ
ケル蒸着膜ｂは、ニッケル微粒子ｃとして基体上に点在
する（ii）。このようなニッケル微粒子ｃが表面に分散
した基体を触媒としてＣＶＤ法によってグラファイト結
晶を成長させると、グラファイト結晶はニッケル微粒子
ｃの存在した位置に蒸着、成長してグラファイトファイ
バーが形成される（iii）。従って、本発明において
は、基体表面上の金属ニッケル微粒子の位置を選択的に
定めることによって、グラファイトファイバーを所望の
位置に形成させることができる。本発明においては金属
ニッケル微粒子を分散させる必要がある。金属ニッケル
微粒子を分散させるために、基体として金属ニッケルと
濡れ性の悪い物質を使用し、該基体上にニッケル膜を形
成し、これを熱処理すると、ニッケル自体の凝集力がニ
ッケルと基体との付着力より大きいためニッケルは微粒
子化すると共に基体表面上に分散する。本発明ではこの
ような金属ニッケル微粒子を使用することが好ましい。
このような特性を有する基体として、例えば石英ガラス
などの酸化物や弗化カルシウム等の弗化物がある。
【０００７】本発明では上述のような基体を使用し、こ
の基体表面にニッケル蒸着膜を設け、これに熱処理を施
して、基体上に金属ニッケル微粒子を分散させる。基体
表面上の蒸着膜の膜厚が厚過ぎると、加熱処理によって
もニッケルは微粒状化せず、連続した膜の状態を保持す
る。従って、ニッケル蒸着膜の膜厚としては１ないし２
０ｎｍ、望ましくは約５ｎｍ程度である。この程度の厚
さに蒸着したニッケル薄膜を６５０℃から８００℃の間
の温度、真空または非酸化性の雰囲気中で３０から２０
０分間熱処理すると基体上に直径２００ｎｍ程度のニッ
ケル微粒子が分散した状態を形成する。
の基体表面にニッケル蒸着膜を設け、これに熱処理を施
して、基体上に金属ニッケル微粒子を分散させる。基体
表面上の蒸着膜の膜厚が厚過ぎると、加熱処理によって
もニッケルは微粒状化せず、連続した膜の状態を保持す
る。従って、ニッケル蒸着膜の膜厚としては１ないし２
０ｎｍ、望ましくは約５ｎｍ程度である。この程度の厚
さに蒸着したニッケル薄膜を６５０℃から８００℃の間
の温度、真空または非酸化性の雰囲気中で３０から２０
０分間熱処理すると基体上に直径２００ｎｍ程度のニッ
ケル微粒子が分散した状態を形成する。
【０００８】本発明において使用する炭素原料としては
有機化合物であれば良く、特に限定されないが、適当な
原料としては、例えば本発明者らによって発明された
「グラファイト薄膜の形成方法」（平成５年３月２４日
平成５年特許願６４９４６号）の明細書に記載した一
方の芳香環のオルト位に置換基を有する芳香族ケトン化
合物であり、具体的に下記の構造式で示される化合物で
ある。
有機化合物であれば良く、特に限定されないが、適当な
原料としては、例えば本発明者らによって発明された
「グラファイト薄膜の形成方法」（平成５年３月２４日
平成５年特許願６４９４６号）の明細書に記載した一
方の芳香環のオルト位に置換基を有する芳香族ケトン化
合物であり、具体的に下記の構造式で示される化合物で
ある。
【０００９】
【化１】
【００１０】基体上にグラファイトファイバーを形成さ
せる温度範囲としては、上述のオルト位に置換基を有す
る芳香族ケトン化合物を用いた場合、６５０℃から８０
０℃である。この温度は、基体表面上のニッケル蒸着膜
を粒状化する温度とほぼ一致しているので装置的にも作
業自体も簡単化することができる。ＣＶＤ法の原料を上
記の温度範囲で熱分解反応させることによって基体表面
のニッケルの存在位置にグラファイトファイバーが生成
する。基体上の必要な部分以外にあるニッケル薄膜をあ
らかじめ酸等によって除去し、これを加熱処理すること
により、基体表面の必要な部分にのみ触媒の金属ニッケ
ル微粒子が存在することと成り、その位置においてのみ
グラファイトファイバーが生成する。
せる温度範囲としては、上述のオルト位に置換基を有す
る芳香族ケトン化合物を用いた場合、６５０℃から８０
０℃である。この温度は、基体表面上のニッケル蒸着膜
を粒状化する温度とほぼ一致しているので装置的にも作
業自体も簡単化することができる。ＣＶＤ法の原料を上
記の温度範囲で熱分解反応させることによって基体表面
のニッケルの存在位置にグラファイトファイバーが生成
する。基体上の必要な部分以外にあるニッケル薄膜をあ
らかじめ酸等によって除去し、これを加熱処理すること
により、基体表面の必要な部分にのみ触媒の金属ニッケ
ル微粒子が存在することと成り、その位置においてのみ
グラファイトファイバーが生成する。
【００１１】
【作用】本発明は上記の手段により先ず、触媒となる金
属ニッケルの微粒子の径を蒸着膜厚によって制御するこ
とができる。グラファイトファイバーの生成に当たって
は、触媒となる金属ニッケルの微粒子のサイズは決定的
に重要な量である。また、ニッケル微粒子を触媒として
使うことにより、ファイバー生成のための反応温度が６
５０℃から８００℃と低い温度とすることができると同
時に、この温度がニッケル薄膜を微粒子化する温度と一
致しているために、装置的にも作業自体も簡単化でき
る。ニッケル薄膜を用いているので、例えばフォトリン
グラフィー等の手段を用いて必要な部分のニッケルだけ
を残して他の部分のニッケルを除去することにより、基
体上で必要な部分にグラファイトファイバーの生成を行
わせることができる。もちろん金属ニッケルを微粒子化
した後で不要な部分のニッケル微粒子を除去して必要な
部分にグラファイトファイバーの生成させることも同様
に容易に行える。
属ニッケルの微粒子の径を蒸着膜厚によって制御するこ
とができる。グラファイトファイバーの生成に当たって
は、触媒となる金属ニッケルの微粒子のサイズは決定的
に重要な量である。また、ニッケル微粒子を触媒として
使うことにより、ファイバー生成のための反応温度が６
５０℃から８００℃と低い温度とすることができると同
時に、この温度がニッケル薄膜を微粒子化する温度と一
致しているために、装置的にも作業自体も簡単化でき
る。ニッケル薄膜を用いているので、例えばフォトリン
グラフィー等の手段を用いて必要な部分のニッケルだけ
を残して他の部分のニッケルを除去することにより、基
体上で必要な部分にグラファイトファイバーの生成を行
わせることができる。もちろん金属ニッケルを微粒子化
した後で不要な部分のニッケル微粒子を除去して必要な
部分にグラファイトファイバーの生成させることも同様
に容易に行える。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例をもって本
願発明を更に具体的に説明する。 実施例１ 図２は本発明の実施例１におけるグラファイトファイバ
ー作成のための装置を模式的に表わした図である。図２
において、石英製の反応管４内に、反応によって反応管
内壁に析出物が付着し変質するのを防ぐためのライナー
管４１を置く。該ライナー管４１は反応を行う毎に清浄
なものと交換する。ＣＶＤ法の原料１を容器２に入れラ
イナー管中に設置し、電気炉６の温度によりその蒸発量
を制御した。同じライナー管４１中に設置した基板３の
温度は電気炉５により制御した。この実施例では原料と
して、２−メチル１，２’−ナフチルケトンを使用し
た。
願発明を更に具体的に説明する。 実施例１ 図２は本発明の実施例１におけるグラファイトファイバ
ー作成のための装置を模式的に表わした図である。図２
において、石英製の反応管４内に、反応によって反応管
内壁に析出物が付着し変質するのを防ぐためのライナー
管４１を置く。該ライナー管４１は反応を行う毎に清浄
なものと交換する。ＣＶＤ法の原料１を容器２に入れラ
イナー管中に設置し、電気炉６の温度によりその蒸発量
を制御した。同じライナー管４１中に設置した基板３の
温度は電気炉５により制御した。この実施例では原料と
して、２−メチル１，２’−ナフチルケトンを使用し
た。
【００１３】
【化２】
【００１４】ここで使用した基板は石英ガラスで、その
上に厚さ５ｎｍのＮｉ蒸着膜を設けてある。また、反応
管内には高純度アルゴンガスを流量制御器７によって供
給できるようにした。反応管の排気側にはバルブ８を介
して排気装置９を接続して、反応管内の圧力を制御でき
るようにした。原料１を設置した部分の温度を１００℃
に設定した。この温度は原料を適当な蒸気圧で蒸発させ
ることを目的に設定した。また基板設置部の温度を７０
０℃に設定した。この温度で基体表面上のニッケル蒸着
膜は粒状化する。高純度Ａｒガスを毎分３００ｃｃの割
合で流し、１気圧で３時間反応させたところニッケル微
粒子を内包した状態でグラファイト結晶が成長した。得
られた試料についてマラン散乱スペクトルを測定したと
ころ、図３に示すように結晶性グラファイトに特徴的な
スペクトルを示し、グラファイト質の物質が生成したこ
とが分かった。更にこの試料について走査型電子顕微鏡
で観察したところ、図４に見るように、多数の繊維状物
が生成していることが分かった。この繊維状の物質を透
過型電子顕微鏡で調べたところ、一本一本の繊維は、グ
ラファイト面が中空で一部ニッケル粒子を内包した同心
円状に巻いた構造になっていることが分かった。この様
な構造はカーボンナノチューブと呼ばれている物であ
る。以下ではこの呼称を用いることにする。このような
反応が起こる原因について調べてみたところ、石英の表
面に蒸着されたニッケル蒸着膜が、反応温度まで昇温す
る間に小さな島状に凝集し、この凝集したニッケル微粒
子がナノチューブの生成の触媒となることが分かった。
基板を設置する所の温度すなわち反応温度を３００℃か
ら１０００℃まで変えてみたところ、カーボンナノチュ
ーブの生成する温度は、６５０℃から８００℃の間に限
られることを見出した。また、反応中の雰囲気の圧力を
１気圧でなく、減圧条件にしたところ０．０１気圧まで
下げても１気圧の場合と同様にカーボンナノチューブが
生成した。
上に厚さ５ｎｍのＮｉ蒸着膜を設けてある。また、反応
管内には高純度アルゴンガスを流量制御器７によって供
給できるようにした。反応管の排気側にはバルブ８を介
して排気装置９を接続して、反応管内の圧力を制御でき
るようにした。原料１を設置した部分の温度を１００℃
に設定した。この温度は原料を適当な蒸気圧で蒸発させ
ることを目的に設定した。また基板設置部の温度を７０
０℃に設定した。この温度で基体表面上のニッケル蒸着
膜は粒状化する。高純度Ａｒガスを毎分３００ｃｃの割
合で流し、１気圧で３時間反応させたところニッケル微
粒子を内包した状態でグラファイト結晶が成長した。得
られた試料についてマラン散乱スペクトルを測定したと
ころ、図３に示すように結晶性グラファイトに特徴的な
スペクトルを示し、グラファイト質の物質が生成したこ
とが分かった。更にこの試料について走査型電子顕微鏡
で観察したところ、図４に見るように、多数の繊維状物
が生成していることが分かった。この繊維状の物質を透
過型電子顕微鏡で調べたところ、一本一本の繊維は、グ
ラファイト面が中空で一部ニッケル粒子を内包した同心
円状に巻いた構造になっていることが分かった。この様
な構造はカーボンナノチューブと呼ばれている物であ
る。以下ではこの呼称を用いることにする。このような
反応が起こる原因について調べてみたところ、石英の表
面に蒸着されたニッケル蒸着膜が、反応温度まで昇温す
る間に小さな島状に凝集し、この凝集したニッケル微粒
子がナノチューブの生成の触媒となることが分かった。
基板を設置する所の温度すなわち反応温度を３００℃か
ら１０００℃まで変えてみたところ、カーボンナノチュ
ーブの生成する温度は、６５０℃から８００℃の間に限
られることを見出した。また、反応中の雰囲気の圧力を
１気圧でなく、減圧条件にしたところ０．０１気圧まで
下げても１気圧の場合と同様にカーボンナノチューブが
生成した。
【００１５】実施例２ 図５を参照しながら実施例２について具体的に説明す
る。図５は実施例２において使用した反応装置を示す図
である。石英反応管４は、ターボ分子ポンプを含む排気
系２９により１０-6パスカルの圧力までの真空排気が可
能である。この石英反応管の中に原料物質１と基板３が
設置してある。この原料と基板は実施例１の時と同じ物
を用いた。原料１と基板３を設置した後、排気系２９に
より、先ず反応管内を１０-5Ｐａまで排気した。その
後、排気をしながら基板３を７００℃まで温度を上げ、
さらに原料部の温度を１００℃に昇温した。原料１が蒸
発し、基板３の上で反応し、反応生成物が反応管４の低
温部に堆積した。堆積した物は白色ないし薄い黄色を呈
していた。反応時間は４時間にした。反応終了後、電気
炉の温度を下げ、基板を取り出して調べた結果、実施例
１の場合と同じようにカーボンナノチューブが生成して
いることが分かった。基板を設置している所の温度、す
なわち反応温度を３００℃から１０００℃まで変えてみ
たところ、カーボンナノチューブの生成する温度は、６
５０℃から８００℃の間に限られることを見出した。ま
た原料１と基板３は実施例１の場合と同様に電気炉で必
要な温度に加熱されるようになっている。
る。図５は実施例２において使用した反応装置を示す図
である。石英反応管４は、ターボ分子ポンプを含む排気
系２９により１０-6パスカルの圧力までの真空排気が可
能である。この石英反応管の中に原料物質１と基板３が
設置してある。この原料と基板は実施例１の時と同じ物
を用いた。原料１と基板３を設置した後、排気系２９に
より、先ず反応管内を１０-5Ｐａまで排気した。その
後、排気をしながら基板３を７００℃まで温度を上げ、
さらに原料部の温度を１００℃に昇温した。原料１が蒸
発し、基板３の上で反応し、反応生成物が反応管４の低
温部に堆積した。堆積した物は白色ないし薄い黄色を呈
していた。反応時間は４時間にした。反応終了後、電気
炉の温度を下げ、基板を取り出して調べた結果、実施例
１の場合と同じようにカーボンナノチューブが生成して
いることが分かった。基板を設置している所の温度、す
なわち反応温度を３００℃から１０００℃まで変えてみ
たところ、カーボンナノチューブの生成する温度は、６
５０℃から８００℃の間に限られることを見出した。ま
た原料１と基板３は実施例１の場合と同様に電気炉で必
要な温度に加熱されるようになっている。
【００１６】実施例３ 実施例２において、基板として、その表面にニッケル蒸
着薄膜をパターンニングしたものを用いた。すなわち、
石英表面に真空蒸着によりニッケル薄膜を５ｎｍ堆積さ
せた。このニッケル薄膜をフォトリソグラフィーの手法
を用いてストライプ状に加工した。この様な基板を用い
て実施例２と同じ手法で反応を行ったところ、カーボン
ナノチューブがストライプ状にニッケル薄膜を残した領
域にのみ生成し、それ以外の領域、すなわち石英表面が
露出した領域には何も生成しなかった。
着薄膜をパターンニングしたものを用いた。すなわち、
石英表面に真空蒸着によりニッケル薄膜を５ｎｍ堆積さ
せた。このニッケル薄膜をフォトリソグラフィーの手法
を用いてストライプ状に加工した。この様な基板を用い
て実施例２と同じ手法で反応を行ったところ、カーボン
ナノチューブがストライプ状にニッケル薄膜を残した領
域にのみ生成し、それ以外の領域、すなわち石英表面が
露出した領域には何も生成しなかった。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明はニッケルの微粒
子を触媒とするカーボンナノチューブの作成を可能とす
るものであり、特にニッケル微粒子を反応系の中で形成
するため、ニッケル微粒子表面の酸化などの汚染を気に
する必要がない。またその微粒子のサイズも最初の蒸着
膜厚によってほぼ一義的に揃えることができる。
子を触媒とするカーボンナノチューブの作成を可能とす
るものであり、特にニッケル微粒子を反応系の中で形成
するため、ニッケル微粒子表面の酸化などの汚染を気に
する必要がない。またその微粒子のサイズも最初の蒸着
膜厚によってほぼ一義的に揃えることができる。
【図１】本発明でグラファイトファイバーの形成方法に
ついての模式図。
ついての模式図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるカーボンナノチ
ューブ作成に用いた装置の図。
ューブ作成に用いた装置の図。
【図３】本発明の第１の実施例で得た物質のラマン散乱
スペクトルの図。
スペクトルの図。
【図４】本発明の第１の実施例で得たカーボンナノチュ
ーブの走査型電子顕微鏡写真。
ーブの走査型電子顕微鏡写真。
【図５】本発明の第２の実施例におけるカーボンナノチ
ューブ作成に用いた装置の図。
ューブ作成に用いた装置の図。
１ 原料物質 ２ 原料容器 ３ 基体
４ 石英反応管 ５、６ 電気炉 ７ 流量調整器 ８ ニード
ルバルブ ２、２９ 排気装置 ４１ 石英ライナー
４ 石英反応管 ５、６ 電気炉 ７ 流量調整器 ８ ニード
ルバルブ ２、２９ 排気装置 ４１ 石英ライナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 芳正 神奈川県相模原市大野台３−30−２ (72)発明者 津田坂 雅子 神奈川県川崎市多摩区生田５−８−４− 202
Claims (3)
- 【請求項１】 ニッケル微粒子を触媒とし、有機化合物
を原料として化学気相成長法によりグラファイトファイ
バーを作成するに当たり、そのファイバーを成長させる
温度を６５０℃から８００℃とすることを特徴とするグ
ラファイトファイバーの作成方法。 - 【請求項２】 ニッケル微粒子は、ニッケルが濡れにく
い材料から成る基体表面にニッケル薄膜を形成し、これ
を真空又は非酸化性雰囲気中で加熱することにより凝縮
・微粒子化したものであることを特徴とする請求項１記
載のグラファイトファイバーの作成方法。 - 【請求項３】 ニッケル微粒子は、基体表面の特定の部
分にのみニッケル薄膜を設け、該部分のニッケル薄膜を
加熱処理により凝縮・微粒子化したものであることを特
徴とする請求項１記載のグラファイトファイバーの作成
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210161A JP2973352B2 (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | グラファイトファイバーの作成方法 |
| US08/679,383 US5863601A (en) | 1995-07-10 | 1996-07-09 | Process of producing graphite fiber |
| EP96111021A EP0758028B1 (en) | 1995-07-10 | 1996-07-09 | Process of producing graphite fiber |
| DE69623550T DE69623550T2 (de) | 1995-07-10 | 1996-07-09 | Verfahren zur Herstellung von Graphitfasern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210161A JP2973352B2 (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | グラファイトファイバーの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931757A true JPH0931757A (ja) | 1997-02-04 |
| JP2973352B2 JP2973352B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=16584782
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210161A Expired - Fee Related JP2973352B2 (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | グラファイトファイバーの作成方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2973352B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004073A1 (fr) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Japan Science And Technology Corporation | Microfibre creuse et son procede de preparation |
| WO1999066523A1 (fr) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif emetteur d'electrons, source emettrice d'electrons, affichage d'images ainsi que procede de production de ceux-ci |
| JP2001240403A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-04 | Futaba Corp | 炭素物質、炭素物質の製造方法及び電子放出素子 |
| KR100372334B1 (ko) * | 1999-07-27 | 2003-02-17 | 일진나노텍 주식회사 | 플라즈마 화학기상증착 방법을 이용한 탄소나노튜브의합성 방법 |
| KR100372332B1 (ko) * | 1999-06-11 | 2003-02-17 | 일진나노텍 주식회사 | 열 화학기상증착법에 의한 대면적 기판위에 수직 정렬된고순도 탄소나노튜브의 대량 합성 방법 |
| KR100372333B1 (ko) * | 1999-07-27 | 2003-02-17 | 일진나노텍 주식회사 | 저압 화학기상증착 방법을 이용한 탄소나노튜브의 합성방법 |
| KR100376197B1 (ko) * | 1999-06-15 | 2003-03-15 | 일진나노텍 주식회사 | 탄소 소오스 가스 분해용 촉매금속막을 이용한탄소나노튜브의 저온 합성 방법 |
| KR100376768B1 (ko) * | 2000-08-23 | 2003-03-19 | 한국과학기술연구원 | 전자, 스핀 및 광소자 응용을 위한 탄소나노튜브의 선택적 수평성장 방법 |
| KR100432056B1 (ko) * | 2001-07-20 | 2004-05-17 | (주)케이에이치 케미컬 | 탄소나노튜브의 제조 방법 |
| JPWO2004087570A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2006-06-29 | 富士通株式会社 | カーボンナノチューブ製造方法 |
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| WO2009107229A1 (ja) | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 富士通株式会社 | シート状構造体、半導体装置及び炭素構造体の成長方法 |
| JP4523713B2 (ja) * | 2000-11-14 | 2010-08-11 | 新日本無線株式会社 | カーボンナノチューブの製造方法 |
| JP2011092828A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Nitta Corp | 磁性金属触媒微粒子形成基板の製造方法および磁性金属触媒微粒子形成基板 |
| WO2011058651A1 (ja) | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2012020910A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ナノチューブの形成方法 |
| US8163647B2 (en) | 2003-03-20 | 2012-04-24 | Fujitsu Limited | Method for growing carbon nanotubes, and electronic device having structure of ohmic connection to carbon element cylindrical structure body and production method thereof |
| US8642410B2 (en) | 2010-08-05 | 2014-02-04 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing semiconductor device and method for growing graphene |
-
1995
- 1995-07-10 JP JP7210161A patent/JP2973352B2/ja not_active Expired - Fee Related
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