炭素ナノチューブのプラズマによる表面修飾とその電子物性

碳纳米管等离子体表面改性及其电子性能

• 批准号: 09750023
• 负责人: 秋田 成司
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750023/
• 关键词: 炭素ナノチューブ; フラーレン; プラズマ; 電界放出; コロイド; 電気泳動; 原子間力顕微鏡; 発光分光分析

炭素ナノチューブの表面に積極的に欠陥や異種元素を導入すれば,任意の電気的な特性を発現できる可能性がある.本研究の目的は,ナノチューブの表面を修飾し,どの様に修飾されたかを評価する手段を確立することである.さらに,表面状態の異なるナノチューブを用い,高効率寿命電子放出源への応用をめざした.ナノチューブは従来通り炭素電極の直流アーク放電によって合成した.表面の修飾には,炭素ナノチューブを大気中酸化,アーク放電中に不活性ガス以外の水素,メタン,窒素等を導入しナノチューブを成長した.どのように表面修飾したかをイソプロピルアルコール中のコロイド状態の安定性と,生成物の赤外吸収特性から評価した.その結果,酸化した物および,水素中で成長した物は安定性が高かった.また,成長物の炭素ナノチューブの純度が高いほどコロイド安定性が高く,その他の炭素で構成された粒子が多いほど安定性が悪かった.また,コロイドとして安定な場合,表面に炭素と水素の結合が観測された.ただし,成長条件に水素を含まない場合にも同様の関係があったため,さらに検討が必要である.電子電界放出源として評価を行ったが,複数の炭素ナノチューブからの放出では,それぞれの形状の違いから,ナノチューブそれ自身の表面状態の影響か形状の影響かを区別することは困難であった.このため,単一のナノチューブからの電界放出を詳しく測定する必要がある.本研究では単一のかつ任意のナノチューブを選択するために走査型電子顕微鏡中で,個々のナノチューブをハンドリングする技術を開発中である.現在,一本のナノチューブを原子間力顕微鏡の探針先端に装着し,それにより解像度が著しく向上することと,試料の表面状態により画像が変化することを見出した.また,単一のナノチューブの力学的な特性を測定し,理論的な予測に一致することを明らかにした.

The surface of carbon is not positive, and foreign elements are introduced into the surface, so it is possible for any electrical properties to appear. The purpose of this study is to establish a method for the evaluation of surface modification. In addition, the surface state is different, and the electron emission source is used for high efficiency and lifetime. Carbon electrode DC power supply and discharge system. Surface modification, carbon coating, high acidity, high purity, high The stability and absorption characteristics of the product are evaluated. As a result, the acidity of the substance is too high, and the stability of the substance is high. The purity of carbon particles grown in the medium is high, the stability is high, and the composition of other carbon particles is high, the stability is high. In stable conditions, the combination of carbon and water on the surface is measured. The growth conditions include water element, water element and water element. The electron emission source is evaluated, and the emission of a plurality of carbon atoms is difficult to distinguish between the shape and the surface state of the electron emission source. This is the first time we have ever had a chance to measure the electric field emission. In this paper, we study the development of a new technology for the random selection of electronic micromirrors. Now, the probe tip of an atomic force microscope is installed, and the resolution is increased. The surface state of the sample is changed. The mechanical properties of the system are measured and theoretical predictions are consistent.

项目成果

K.Yamamoto: "Orientation and Puritication of Carbon Nanotubes Using ACElectric Field" J.Phys.D:Applied Physics. 31・8. L34-L36 (1998)

K. Yamamoto：“利用 ACE 电场进行碳纳米管的定向和纯化”J.Phys.D：应用物理学 31・8（1998 年）。

S.Akita: "Electron Field Emission from Carbon Nanotube Array Aligned by Electro phoress" “Super Carbon",Proc.of IUMRS-ICA-97. 81-84 (1998)

S.Akita：“通过电泳排列的碳纳米管阵列的电子场发射”“超级碳”，Proc. of IUMRS-ICA-97 (1998)。

S.Akita: "Carbon nanotube tip for a scanning probe microscope:their fabrication and properties" J.Phys.D:Applied Physics. (印刷中). (1999)

S.Akita：“扫描探针显微镜的碳纳米管尖端：它们的制造和特性”J.Phys.D：应用物理学（出版中）。

S.Akita: "Manipulation of Corbon nanotubes using scanning electron Microscopy" Proc.of 1st Int.Symp.on Atomic Scale Processing and Novel Prperties in Nanoscopic Materials. 41 (1999)

S.Akita：“使用扫描电子显微镜操纵碳纳米管”Proc.of 1st Int.Symp.on 原子尺度加工和纳米材料的新特性。