JPH11255510A - 機能性炭素材料の製法 - Google Patents
機能性炭素材料の製法Info
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- JPH11255510A JPH11255510A JP10058526A JP5852698A JPH11255510A JP H11255510 A JPH11255510 A JP H11255510A JP 10058526 A JP10058526 A JP 10058526A JP 5852698 A JP5852698 A JP 5852698A JP H11255510 A JPH11255510 A JP H11255510A
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- Japan
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- diamond
- carbon material
- polyin
- producing
- functional carbon
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高収率かつ高純度でフラレンおよび／またはダ
イヤモンドを合成する技術を提供することを主な目的と
する。さらに、基板上に結晶化度の高いこれらの薄膜を
形成することをも目的とする。 【解決手段】ポリイン（-(C≡C)n-）に対し、光、電子
線およびイオンビームの少なくとも１種を照射すること
により反応させて、フラレン、微粒子状ダイヤモンド、
膜状ダイヤモンドあるいはこれらの混在体を形成させる
ことを特徴とする機能性炭素材料の製法。
イヤモンドを合成する技術を提供することを主な目的と
する。さらに、基板上に結晶化度の高いこれらの薄膜を
形成することをも目的とする。 【解決手段】ポリイン（-(C≡C)n-）に対し、光、電子
線およびイオンビームの少なくとも１種を照射すること
により反応させて、フラレン、微粒子状ダイヤモンド、
膜状ダイヤモンドあるいはこれらの混在体を形成させる
ことを特徴とする機能性炭素材料の製法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラレン、微粒子
状ダイアモンド、膜状ダイヤモンドあるいはこれらの少
なくとも１種を含む機能性炭素材料の製法に関する。
状ダイアモンド、膜状ダイヤモンドあるいはこれらの少
なくとも１種を含む機能性炭素材料の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在研究されているダイヤモンドの合成
方法は、高圧法と気相成長法とに大別され、一部は実用
化されている。
方法は、高圧法と気相成長法とに大別され、一部は実用
化されている。
【０００３】高圧法では、原料ダイヤモンドを温度1300
-1500℃、圧力5-6気圧の高温高圧の下で溶解し、再結晶
させることにより、5-6mmの単結晶が育成されている。
-1500℃、圧力5-6気圧の高温高圧の下で溶解し、再結晶
させることにより、5-6mmの単結晶が育成されている。
【０００４】気相成長法では、基板上へのエピタキシャ
ル成長によるダイヤモンド合成は、メタンガスなどの炭
化水素と水素との混合ガスを原料として、温度1000℃以
下で、低圧でダイヤモンド薄膜を形成させることにより
行われている（N.Fujimori et al, Vacuum,6(1986)9
9）。気相成長法は、薄膜ダイヤモンドの合成法として
期待されているが、反応のメカニズム上、核を中心に成
長した粒子状ダイヤモンドの集積体であり、単結晶ダイ
ヤモンドは、まだ合成されていない。
ル成長によるダイヤモンド合成は、メタンガスなどの炭
化水素と水素との混合ガスを原料として、温度1000℃以
下で、低圧でダイヤモンド薄膜を形成させることにより
行われている（N.Fujimori et al, Vacuum,6(1986)9
9）。気相成長法は、薄膜ダイヤモンドの合成法として
期待されているが、反応のメカニズム上、核を中心に成
長した粒子状ダイヤモンドの集積体であり、単結晶ダイ
ヤモンドは、まだ合成されていない。
【０００５】一方、フラレンは、グラファイトなどの炭
素材料を原料として、カーボンアーク法、スパッタ法、
レーザー光照射法などにより、気相で合成されている
が、より高純度品をより高収率で合成する技術の開発が
期待されている。さらに、電子デバイスへの応用を実用
化するために、基板上に配列した高純度ダイヤモンド薄
膜を形成しうる新技術の開発が切望されている。
素材料を原料として、カーボンアーク法、スパッタ法、
レーザー光照射法などにより、気相で合成されている
が、より高純度品をより高収率で合成する技術の開発が
期待されている。さらに、電子デバイスへの応用を実用
化するために、基板上に配列した高純度ダイヤモンド薄
膜を形成しうる新技術の開発が切望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、高
収率かつ高純度でフラレンおよび／またはダイヤモンド
を合成する技術を提供することを主な目的とする。
収率かつ高純度でフラレンおよび／またはダイヤモンド
を合成する技術を提供することを主な目的とする。
【０００７】さらに、本発明は、基板上に結晶化度の高
いこれらの薄膜を形成することをも目的とする。
いこれらの薄膜を形成することをも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて、研究を進めた結果、反応性の三重
結合を有するポリインを原料として、フラレンおよび／
またはダイヤモンドを合成する新たな技術を完成するに
いたった。
技術の現状に鑑みて、研究を進めた結果、反応性の三重
結合を有するポリインを原料として、フラレンおよび／
またはダイヤモンドを合成する新たな技術を完成するに
いたった。
【０００９】すなわち、本発明は、下記に示す機能性炭
素材料の製造方法を提供するものである； １．ポリイン（-(C≡C)n-）に対し、光、電子線および
イオンビームの少なくとも１種を照射することにより反
応させて、フラレン、微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイ
ヤモンドあるいはこれらの混在体を形成させることを特
徴とする機能性炭素材料の製法。
素材料の製造方法を提供するものである； １．ポリイン（-(C≡C)n-）に対し、光、電子線および
イオンビームの少なくとも１種を照射することにより反
応させて、フラレン、微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイ
ヤモンドあるいはこれらの混在体を形成させることを特
徴とする機能性炭素材料の製法。
【００１０】２．照射光としてレーザー光を用いる上記
項１に記載の機能性炭素材料の製造方法。
項１に記載の機能性炭素材料の製造方法。
【００１１】３．ポリイン層を基板上に形成した後、
光、電子線およびイオンビームの少なくとも１種を照射
して、微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイヤモンドあるい
はこれらの混在体を形成させることを特徴とする機能性
炭素材料の製法。
光、電子線およびイオンビームの少なくとも１種を照射
して、微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイヤモンドあるい
はこれらの混在体を形成させることを特徴とする機能性
炭素材料の製法。
【００１２】４．ポリイン層を基板上に形成するに際
し、気相あるいは液相でエピタキシャル成長させる上記
項３に記載の機能性炭素材料の製造方法。
し、気相あるいは液相でエピタキシャル成長させる上記
項３に記載の機能性炭素材料の製造方法。
【００１３】５．照射光としてレーザー光を用いる上記
項３または４に記載の機能性炭素材料の製造方法。
項３または４に記載の機能性炭素材料の製造方法。
【００１４】６．末端をキャップしたポリインに光、電
子線およびイオンビームの少なくとも１種を照射して、
フラレンを形成させることを特徴とする機能性炭素材料
の製造方法。
子線およびイオンビームの少なくとも１種を照射して、
フラレンを形成させることを特徴とする機能性炭素材料
の製造方法。
【００１５】７．照射光としてレーザー光を用いる上記
項６に記載の機能性炭素材料の製造方法。
項６に記載の機能性炭素材料の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】ポリインおよびその合成法は、公
知である（特開平3-44582号公報、特開昭63-199726号公
報など参照）。また、ポリインの応用についても、光画
像書き込み素子への応用（特開平5-30252号公報）、電
子写真感光体への応用（特開平7-181709号公報）、アル
カリ蓄電池用ニッケル正極板への応用（特開平2-33853
号公報）、電池正極物質への応用（特開昭56-71277号公
報）、液晶配向膜への応用（特開平2-33127号公報）、
導電性樹脂混合物への応用（特開平4-234459号公報）な
どの多くの提案がされている。しかしながら、ポリイン
を原料としてフラレン、ダイヤモンド薄膜などの機能性
炭素材料を合成する試みは、従来なされていない。
知である（特開平3-44582号公報、特開昭63-199726号公
報など参照）。また、ポリインの応用についても、光画
像書き込み素子への応用（特開平5-30252号公報）、電
子写真感光体への応用（特開平7-181709号公報）、アル
カリ蓄電池用ニッケル正極板への応用（特開平2-33853
号公報）、電池正極物質への応用（特開昭56-71277号公
報）、液晶配向膜への応用（特開平2-33127号公報）、
導電性樹脂混合物への応用（特開平4-234459号公報）な
どの多くの提案がされている。しかしながら、ポリイン
を原料としてフラレン、ダイヤモンド薄膜などの機能性
炭素材料を合成する試みは、従来なされていない。
【００１７】本発明においては、反応性の三重結合を持
つポリイン(-(C≡C)n-)、ポリインを含有する炭素材料
あるいは(-(C≡C)-)を含む炭素材料をプリカーサーとし
て、電子ビーム、イオンビームおよびレーザー光の少な
くとも１種を照射することにより、フラレン、微粒子状
ダイヤモンド、膜状ダイヤモンドあるいはこれらの２種
以上の混在物からなる薄膜を得る。
つポリイン(-(C≡C)n-)、ポリインを含有する炭素材料
あるいは(-(C≡C)-)を含む炭素材料をプリカーサーとし
て、電子ビーム、イオンビームおよびレーザー光の少な
くとも１種を照射することにより、フラレン、微粒子状
ダイヤモンド、膜状ダイヤモンドあるいはこれらの２種
以上の混在物からなる薄膜を得る。
【００１８】本発明においては、「ポリイン(-(C≡C)
n-)」とは、ポリインのみならず、ポリインを含有する
炭素材料などを包含する。ポリイン(-(C≡C)n-)におけ
るｎの数は、特に限定されるものではないが、通常2〜2
56程度であり、より好ましくは2〜32程度である。
n-)」とは、ポリインのみならず、ポリインを含有する
炭素材料などを包含する。ポリイン(-(C≡C)n-)におけ
るｎの数は、特に限定されるものではないが、通常2〜2
56程度であり、より好ましくは2〜32程度である。
【００１９】これらの材料とその合成方法は、いずれも
公知である。例えば、反応性の三重結合を持つポリイン
については、特開平3-44582号公報、特開平63-199726号
公報、M.Kijima et al,Synthetic Metals,86(1997),227
9などに開示されている。
公知である。例えば、反応性の三重結合を持つポリイン
については、特開平3-44582号公報、特開平63-199726号
公報、M.Kijima et al,Synthetic Metals,86(1997),227
9などに開示されている。
【００２０】また、ポリインを含有する炭素材料につい
ては、J.Kansther et al,Macromolecules,28(1975);L.K
avan et al,“Carbon”,32(1994)1533などに開示されて
いる。
ては、J.Kansther et al,Macromolecules,28(1975);L.K
avan et al,“Carbon”,32(1994)1533などに開示されて
いる。
【００２１】原料となる炭素材料に関しては、非晶のポ
リインあるいはポリインを含有する炭素材料を原料とす
る方法と、ポリイン結晶あるいは基板上にエピタキシャ
ル成長させたポリイン人工結晶を原料とする方法とがあ
る。
リインあるいはポリインを含有する炭素材料を原料とす
る方法と、ポリイン結晶あるいは基板上にエピタキシャ
ル成長させたポリイン人工結晶を原料とする方法とがあ
る。
【００２２】式（-(C≡C)n-）で表されるポリインオリ
ゴマーにおいて、nの数は、通常2〜256程度であり、よ
り好ましくは2〜32程度である。nの数が大き過ぎる場合
には、蒸気圧が高くなるので、気相反応を行うことが困
難となり、また基板上に形成させた場合に、真っ直ぐに
並ばなくなる。
ゴマーにおいて、nの数は、通常2〜256程度であり、よ
り好ましくは2〜32程度である。nの数が大き過ぎる場合
には、蒸気圧が高くなるので、気相反応を行うことが困
難となり、また基板上に形成させた場合に、真っ直ぐに
並ばなくなる。
【００２３】フラレンまたは／およびダイアモンドの合
成に際しては、上記の原料炭素材料に対し、電子ビー
ム、イオンビーム、レーザー光などを照射することによ
り、反応を生じさせて、材料表面にフラレン、単結晶の
微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイアモンドあるいはこれ
らの混在物を得ることができる。これらの照射源として
は、レーザー光がより好ましい。
成に際しては、上記の原料炭素材料に対し、電子ビー
ム、イオンビーム、レーザー光などを照射することによ
り、反応を生じさせて、材料表面にフラレン、単結晶の
微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイアモンドあるいはこれ
らの混在物を得ることができる。これらの照射源として
は、レーザー光がより好ましい。
【００２４】ポリインオリゴマーは、末端水素の水素結
合が非常に強く、蒸気圧が低い。本発明において、ポリ
インオリゴマーの末端をキャップするとともに、上記式
中のｎを選択し(分子量を調整し)、その蒸気圧を上げて
気相で反応させることにより、C60フラレンを選択的に
製造することができる。また、ポリインの分子量を適宜
選択することにより、C20、C24、C28、C32、C36、C50、
C70、C84などのその他のフラレンを製造することも可能
である。
合が非常に強く、蒸気圧が低い。本発明において、ポリ
インオリゴマーの末端をキャップするとともに、上記式
中のｎを選択し(分子量を調整し)、その蒸気圧を上げて
気相で反応させることにより、C60フラレンを選択的に
製造することができる。また、ポリインの分子量を適宜
選択することにより、C20、C24、C28、C32、C36、C50、
C70、C84などのその他のフラレンを製造することも可能
である。
【００２５】一方、基板上に予めポリインオリゴマー薄
膜をエピタキシャル成長させてポリイン密度を高めた
後、この薄膜に対しレーザー光などの光、電子線、イオ
ンビームなどを照射することにより、薄膜内で固相反応
を行わせ、ダイヤモンド薄膜又は/および微粒子状ダイ
ヤモンドを形成させることができる。一般に、照射源と
しては、レーザーなどの光、電子ビームおよびイオンビ
ームの順に条件が厳しくなる。従って、ポリインオリゴ
マー薄膜に対し、レーザー光を照射する場合には、主に
ダイヤモンド薄膜が形成される傾向があるのに対し、電
子イオンビームを照射する場合には、一旦基板上に形成
されたダイヤモンド薄膜の一部が、損傷されて、気相中
に飛び出すので、ダイヤモンド薄膜に微粒子状ダイヤモ
ンドが混在する。
膜をエピタキシャル成長させてポリイン密度を高めた
後、この薄膜に対しレーザー光などの光、電子線、イオ
ンビームなどを照射することにより、薄膜内で固相反応
を行わせ、ダイヤモンド薄膜又は/および微粒子状ダイ
ヤモンドを形成させることができる。一般に、照射源と
しては、レーザーなどの光、電子ビームおよびイオンビ
ームの順に条件が厳しくなる。従って、ポリインオリゴ
マー薄膜に対し、レーザー光を照射する場合には、主に
ダイヤモンド薄膜が形成される傾向があるのに対し、電
子イオンビームを照射する場合には、一旦基板上に形成
されたダイヤモンド薄膜の一部が、損傷されて、気相中
に飛び出すので、ダイヤモンド薄膜に微粒子状ダイヤモ
ンドが混在する。
【００２６】すなわち、照射エネルギー量により生成物
が異なるので、その調整を適宜行うことにより、生成物
を選択的に合成することができる。
が異なるので、その調整を適宜行うことにより、生成物
を選択的に合成することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果が達成される。
果が達成される。
【００２８】(1)ポリインの分子量調整、末端のキャッ
プによる反応性と蒸気圧のコントロールなどにより、C6
0フラレンを選択的に合成することができる。
プによる反応性と蒸気圧のコントロールなどにより、C6
0フラレンを選択的に合成することができる。
【００２９】(2)また、ポリインの分子量調整により、C
60以外にも、C20、C24、C28、C32、C36、C50、C70、C84
などのフラレンをも選択的に合成できる。
60以外にも、C20、C24、C28、C32、C36、C50、C70、C84
などのフラレンをも選択的に合成できる。
【００３０】(3)基板上にポリインオリゴマーをエピタ
キシャル成長させた後、この薄膜に光、電子線、イオン
ビームなどを照射することにより、薄膜内での固相反応
を進行させて、ダイヤモンド薄膜を形成させることがで
きる。この様にして得られた薄膜は、核を中心に成長し
た粒子の集積体からなる従来の気相法によるダイヤモン
ド薄膜とは異なって、ほぼ完全結晶に近い。これらの照
射操作において、厳しい条件を採用する場合には、微粒
子状ダイヤモンドを合成することも可能である。
キシャル成長させた後、この薄膜に光、電子線、イオン
ビームなどを照射することにより、薄膜内での固相反応
を進行させて、ダイヤモンド薄膜を形成させることがで
きる。この様にして得られた薄膜は、核を中心に成長し
た粒子の集積体からなる従来の気相法によるダイヤモン
ド薄膜とは異なって、ほぼ完全結晶に近い。これらの照
射操作において、厳しい条件を採用する場合には、微粒
子状ダイヤモンドを合成することも可能である。
【００３１】(4)従って、本発明による機能性炭素材料
は、高弾性材料、高強度材料、耐磨耗性材料、水素吸蔵
材料、電子線放射エミッター、ダイヤモンド半導体、そ
の他の電子材料などとして有用である。
は、高弾性材料、高強度材料、耐磨耗性材料、水素吸蔵
材料、電子線放射エミッター、ダイヤモンド半導体、そ
の他の電子材料などとして有用である。
【００３２】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
ころをより一層明らかにする。
【００３３】実施例１ まず(CH3)3Si-(C≡C)32-Si(CH3)3を合成した。すなわ
ち、市販の1,4-ビス(トリメチルシリル)-1,3-ブタジイ
ン｛(CH3)3SiC≡CC≡CSi(CH3)3｝の10wt%メタノール溶
液50mlに1NのK2CO3水溶液を1滴加え、攪拌し、シリル基
を加水分解して、トリメチルシリルブタジイン｛(CH3)3
SiC≡CC≡CH｝をカラム分離した。カラム分離は、n-ヘ
キサン/エタノール＝80/20(容積比)を溶離液としてシリ
カゾルオープンカラムで分離した。
ち、市販の1,4-ビス(トリメチルシリル)-1,3-ブタジイ
ン｛(CH3)3SiC≡CC≡CSi(CH3)3｝の10wt%メタノール溶
液50mlに1NのK2CO3水溶液を1滴加え、攪拌し、シリル基
を加水分解して、トリメチルシリルブタジイン｛(CH3)3
SiC≡CC≡CH｝をカラム分離した。カラム分離は、n-ヘ
キサン/エタノール＝80/20(容積比)を溶離液としてシリ
カゾルオープンカラムで分離した。
【００３４】得られたトリメチルシリルブタジインをテ
トラメチルエチレンジアミン(TMEDA)に溶解し、触媒量
のCuClを添加し、空気中で３時間反応させ、トリメチル
シリルブタジインをカップリングして1,8-ビス(トリメ
チルシリル)-1,3,5,7-オクタテトライン ｛(CH3)3Si-C
≡CC≡CC≡CC≡C-Si(CH3)3｝を合成した。この操作を繰
り返して、(CH3)3Si-(C≡C)32-Si(CH3)3を合成した。
トラメチルエチレンジアミン(TMEDA)に溶解し、触媒量
のCuClを添加し、空気中で３時間反応させ、トリメチル
シリルブタジインをカップリングして1,8-ビス(トリメ
チルシリル)-1,3,5,7-オクタテトライン ｛(CH3)3Si-C
≡CC≡CC≡CC≡C-Si(CH3)3｝を合成した。この操作を繰
り返して、(CH3)3Si-(C≡C)32-Si(CH3)3を合成した。
【００３５】次に、真空乾燥した(CH3)3Si-(C≡C)32-Si
(CH3)3（非晶質と考えられる）を原料として、減圧下に
以下の様にして電子線照射した。すなわち、原料サンプ
ルをエポキシ樹脂に埋包し、ミトクロームにより厚さ60
nmにカットして、透過型電子顕微鏡(TEM:Hitachi H710
0)用サンプルを作製した。TEM装置において、減圧下(10
-5torr)にサンプルホルダー(Hitachi H8101)により800
℃に加熱しつつ、加速電圧100V(1000C/cm2)でサンプル
に対し電子線を10分間照射して、経時変化を観察したと
ころ、(CH3)3Si-(C≡C)32-Si(CH3)3表面にフラレンの合
成が認められた。
(CH3)3（非晶質と考えられる）を原料として、減圧下に
以下の様にして電子線照射した。すなわち、原料サンプ
ルをエポキシ樹脂に埋包し、ミトクロームにより厚さ60
nmにカットして、透過型電子顕微鏡(TEM:Hitachi H710
0)用サンプルを作製した。TEM装置において、減圧下(10
-5torr)にサンプルホルダー(Hitachi H8101)により800
℃に加熱しつつ、加速電圧100V(1000C/cm2)でサンプル
に対し電子線を10分間照射して、経時変化を観察したと
ころ、(CH3)3Si-(C≡C)32-Si(CH3)3表面にフラレンの合
成が認められた。
【００３６】これをトルエンに溶解してカラム（（株）
ナカライ製フラレン分取専用カラム：Cosmosil Buckypr
ep Packed Column)により分離し、13C-NMRで分析したと
ころ、C60であることが認められた。本実施例１におい
てC60が形成されたのは、ポリインの末端がシリル基で
保護されており、これによりカーボンナノチューブの形
成よりも、C60の形成が優先されたのと推測される。
ナカライ製フラレン分取専用カラム：Cosmosil Buckypr
ep Packed Column)により分離し、13C-NMRで分析したと
ころ、C60であることが認められた。本実施例１におい
てC60が形成されたのは、ポリインの末端がシリル基で
保護されており、これによりカーボンナノチューブの形
成よりも、C60の形成が優先されたのと推測される。
【００３７】実施例２ まず(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(CH3)3を合成した。すなわ
ち、市販の1,4-ビス(トリメチルシリル)-1,3-ブタジエ
ン｛(CH3)3SiC≡CC≡CSi(CH3)3｝の10wt%メタノール溶
液50mlに1NのK2CO3水溶液を1滴加え、攪拌し、シリル基
を加水分解して、トリメチルシリルブタジイン｛(CH3)3
SiC≡CC≡CH｝をカラム分離した。カラム分離は、n-ヘ
キサン/エタノール＝80/20(容積比)を溶離液としてシリ
カゾルオープンカラムで分離した。
ち、市販の1,4-ビス(トリメチルシリル)-1,3-ブタジエ
ン｛(CH3)3SiC≡CC≡CSi(CH3)3｝の10wt%メタノール溶
液50mlに1NのK2CO3水溶液を1滴加え、攪拌し、シリル基
を加水分解して、トリメチルシリルブタジイン｛(CH3)3
SiC≡CC≡CH｝をカラム分離した。カラム分離は、n-ヘ
キサン/エタノール＝80/20(容積比)を溶離液としてシリ
カゾルオープンカラムで分離した。
【００３８】また、上記と同様の手法により、市販の1,
4-ビス(トリメチルシリル)-アセチレン｛(CH3)3SiC≡CS
i(CH3)3｝を加水分解し、カラム分離して、トリメチル
シリルアセチレン｛(CH3)3SiC≡CH｝を得た。
4-ビス(トリメチルシリル)-アセチレン｛(CH3)3SiC≡CS
i(CH3)3｝を加水分解し、カラム分離して、トリメチル
シリルアセチレン｛(CH3)3SiC≡CH｝を得た。
【００３９】次いで、上記で得たトリメチルシリルブタ
ジインとトリメチルシリルアセチレンとをTMEDAに溶解
し、触媒量のCuClを添加し、空気中で３時間反応させ
て、両者のカップリング体である1,6-ビス(トリメチル
シリル)-1,3,5,7-ヘキサトリイン｛(CH3)3Si-C≡CC≡CC
≡C-Si(CH3)3｝を合成した。この操作を繰り返して、(C
H3)3Si-(C≡C)24-Si(CH3)3を合成した。さらに、これと
中間で生成した(CH3)3Si-(C≡C)6-Si(CH3)3をカップリ
ングさせて、最終的に(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(CH3)3を合
成した。
ジインとトリメチルシリルアセチレンとをTMEDAに溶解
し、触媒量のCuClを添加し、空気中で３時間反応させ
て、両者のカップリング体である1,6-ビス(トリメチル
シリル)-1,3,5,7-ヘキサトリイン｛(CH3)3Si-C≡CC≡CC
≡C-Si(CH3)3｝を合成した。この操作を繰り返して、(C
H3)3Si-(C≡C)24-Si(CH3)3を合成した。さらに、これと
中間で生成した(CH3)3Si-(C≡C)6-Si(CH3)3をカップリ
ングさせて、最終的に(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(CH3)3を合
成した。
【００４０】次いで、得られた(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(C
H3)3を原料とし、エポキシ樹脂に埋包したサンプルに対
し、実施例１と同様にして、電子線を照射することによ
り、フラレンを合成した。その結果、サンプル表面にフ
ラレンの合成が認められた。
H3)3を原料とし、エポキシ樹脂に埋包したサンプルに対
し、実施例１と同様にして、電子線を照射することによ
り、フラレンを合成した。その結果、サンプル表面にフ
ラレンの合成が認められた。
【００４１】得られたフラレンをトルエンに溶解して、
実施例１と同様にしてカラム分離し、13C-NMRで分析し
たところ、C60であることが確認された。
実施例１と同様にしてカラム分離し、13C-NMRで分析し
たところ、C60であることが確認された。
【００４２】本実施例において、C60が形成されたの
は、ポリインの末端がシリル基で保護されており、これ
によりカーボンナノチューブの形成よりも、C60の形成
が優先されたものと考えられる。
は、ポリインの末端がシリル基で保護されており、これ
によりカーボンナノチューブの形成よりも、C60の形成
が優先されたものと考えられる。
【００４３】実施例１と本実施例とを比較すると、生成
すす中のC60の収量が高くなっており（実施例１:32%,実
施例２:58%）、(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(CH3)3をフラレン
合成原料とすることのメリットが、認められる。
すす中のC60の収量が高くなっており（実施例１:32%,実
施例２:58%）、(CH3)3Si-(C≡C)30-Si(CH3)3をフラレン
合成原料とすることのメリットが、認められる。
【００４４】実施例３ 実施例１と同様にして、(CH3)3Si-(C≡C)8-Si(CH3)3を
合成した。これをメタノールに溶解し、1NのK2CO3水溶
液を1滴加え、攪拌し、シリル基を全て加水分解してH(C
≡C)8Hとし、減圧乾燥した後、アルゴンガス下で保存し
た。次いで、Si基板上にH(C≡C)8Hの配向膜を成長させ
た。すなわち、減圧下(10-5torr)、抵抗加熱によりH(C
≡C)8Hを蒸発させ、冷却したSi基板の(100)面にエピタ
キシャル成長させた。この結果得られる生成物は、 H(C
≡C)8Hが基板面に垂直に配向して単分子層膜を形成して
いると推測される。
合成した。これをメタノールに溶解し、1NのK2CO3水溶
液を1滴加え、攪拌し、シリル基を全て加水分解してH(C
≡C)8Hとし、減圧乾燥した後、アルゴンガス下で保存し
た。次いで、Si基板上にH(C≡C)8Hの配向膜を成長させ
た。すなわち、減圧下(10-5torr)、抵抗加熱によりH(C
≡C)8Hを蒸発させ、冷却したSi基板の(100)面にエピタ
キシャル成長させた。この結果得られる生成物は、 H(C
≡C)8Hが基板面に垂直に配向して単分子層膜を形成して
いると推測される。
【００４５】次いで、上記のSi基板を冷却しつつ、実施
例１と同様にして、その表面の生成膜に電子線を照射し
た。電子線による生成膜の回折により、 H(C≡C)8H膜が
ダイヤモンド薄膜になったことが確認された。
例１と同様にして、その表面の生成膜に電子線を照射し
た。電子線による生成膜の回折により、 H(C≡C)8H膜が
ダイヤモンド薄膜になったことが確認された。
【００４６】実施例４〜５ 実施例３と同様にして、 Si基板上にH(C≡C)8Hの配向膜
を成長させた。次いで、Si基板上の生成膜に対し、減圧
下(10-5torr)にレーザー光（実施例4＝ArF Excimer Las
er:193nmあるいは実施例5＝Nd:YAG Laser:266nm）を照
射した。TEM観察および電子線回折の結果から、いずれ
のレーザー光照射によっても、電子線照射の場合とと同
様に、ダイヤモンド薄膜が形成されていることが確認さ
れた。
を成長させた。次いで、Si基板上の生成膜に対し、減圧
下(10-5torr)にレーザー光（実施例4＝ArF Excimer Las
er:193nmあるいは実施例5＝Nd:YAG Laser:266nm）を照
射した。TEM観察および電子線回折の結果から、いずれ
のレーザー光照射によっても、電子線照射の場合とと同
様に、ダイヤモンド薄膜が形成されていることが確認さ
れた。
【００４７】実施例６ 実施例３と同様にして、Si基板上にH(C≡C)8Hの配向膜
を成長させた。次いで、Si基板上の生成膜に対し、減圧
下にイオンビーム（カウフマン型イオンソース：アルゴ
ンイオンビーム、加速電圧：500V、イオン電流密度：1m
A/cm2）を照射した。 TEM観察および電子線回折の結
果、イオンビーム照射によって、ダイヤモンド薄膜と微
粒子状ダイヤモンドが形成されていることが確認され
た。
を成長させた。次いで、Si基板上の生成膜に対し、減圧
下にイオンビーム（カウフマン型イオンソース：アルゴ
ンイオンビーム、加速電圧：500V、イオン電流密度：1m
A/cm2）を照射した。 TEM観察および電子線回折の結
果、イオンビーム照射によって、ダイヤモンド薄膜と微
粒子状ダイヤモンドが形成されていることが確認され
た。
フロントページの続き (72)発明者 安田 歩 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパーク 株式会社関西新技術研究所 内 (72)発明者 川瀬 昇 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパーク 株式会社関西新技術研究所 内
Claims (7)
- 【請求項１】ポリイン（-(C≡C)n-）に対し、光、電子
線およびイオンビームの少なくとも１種を照射すること
により反応させて、フラレン、微粒子状ダイヤモンド、
膜状ダイヤモンドあるいはこれらの混在体を形成させる
ことを特徴とする機能性炭素材料の製法。 - 【請求項２】照射光としてレーザー光を用いる請求項１
に記載の機能性炭素材料の製造方法。 - 【請求項３】ポリイン層を基板上に形成した後、光、電
子線およびイオンビームの少なくとも１種を照射して、
微粒子状ダイヤモンド、膜状ダイヤモンドあるいはこれ
らの混在体を形成させることを特徴とする機能性炭素材
料の製法。 - 【請求項４】ポリイン層を基板上に形成するに際し、気
相あるいは液相でエピタキシャル成長させる請求項３に
記載の機能性炭素材料の製造方法。 - 【請求項５】照射光としてレーザー光を用いる請求項３
または４に記載の機能性炭素材料の製造方法。 - 【請求項６】末端をキャップしたポリインに光、電子線
およびイオンビームの少なくとも１種を照射して、フラ
レンを形成させることを特徴とする機能性炭素材料の製
造方法。 - 【請求項７】照射光としてレーザー光を用いる請求項６
に記載の機能性炭素材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058526A JPH11255510A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 機能性炭素材料の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058526A JPH11255510A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 機能性炭素材料の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11255510A true JPH11255510A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13086885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058526A Pending JPH11255510A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 機能性炭素材料の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11255510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2384008B (en) * | 2001-12-12 | 2005-07-20 | Electrovac | Method of synthesising carbon nano tubes |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10058526A patent/JPH11255510A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2384008B (en) * | 2001-12-12 | 2005-07-20 | Electrovac | Method of synthesising carbon nano tubes |
| US7033647B2 (en) | 2001-12-12 | 2006-04-25 | Electrovac, Fabrikation Elektrotechnischer Spezialartikel Gesellschaft M.B.H. | Method of synthesising carbon nano tubes |
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