カーボンナノチューブのマイクロ・アクチュエーターへの展開

圧電体表面上にカーボンナノチューブ(CNT)を成長させ、圧電振動によるCNT群の振動と、CNT群上の微粒子移動の確認を実証することが、本研究・期間内(〜平成18年度)の目標である。最終年度の本年度得られた成果は下記のとおりである。圧電体上へのCNT形成を実現するためには、酸化物平板基板上へのCNT成長が必要不可欠であるが、本研究では、表面を熱酸化したSi基板表面に触媒性金属・ニッケル(Ni)を10nm程度蒸着して、その上への直流プラズマCVD法によるCNT形成を試みた。エチレン(C_2H_4)と水素(H_2)をCVDガス(ガス圧力比率1:1)として用い、種々条件について検討した。実験の結果、CNTは500℃以上に加熱した基板上に生成するが、基板をCVDプロセス前に30min程度真空で熱処理をすることにより、生成密度の増加が観られた。間隔2cmの陽極-陰極(基板を設置する導電性ホルダー)間に400〜600Vの直流電圧を印加してプラズマを発生させたが、陽極-陰極間に流れる(プラズマ)電流が10mAを越えるガス圧力が100Pa以上のとき、CNTが配向して成長することがわかった。ガス圧力が500Pa以上では、放電が安定せず、CVD処理が行えなかった。一方、100Pa以下のガス圧力下では、配向性CNTは得られなかった。(本成果は、現在欧文誌への投稿準備中である。)このプラズマCVD法条件の下、Niをコーティングした圧電体リチウム酸タンタル(LiTaO_3)上へのCNTの形成を試みたが、配向性CNT成長を得ることができず、しかも、圧電性が消失されてしまった。これは、500℃以上の加熱が原因と考えられ、CNT群の振動実証を行うことはできなかった。今後は、圧電性保持のために、例えば、インプリント技術などの適用などを検討する必要があるものと考えられる。

圧電体表面上にカーボンナノチューブ(CNT)を成長させ、圧電振動によるCNT群の振動と、CNT群上の微粒子移動の確認を実証することが、本研究・期間内(〜平成18年度)の目標である。最終年度の本年度得られた成果は下記のとおりである。圧電体上へのCNT形成を実現するためには、酸化物平板基板上へのCNT成長が必要不可欠であるが、本研究では、表面を熱酸化したSi基板表面に触媒性金属・ニッケル(Ni)を10nm程度蒸着して、その上への直流プラズマCVD法によるCNT形成を試みた。エチレン(C_2H_4)と水素(H_2)をCVDガス(ガス圧力比率1:1)として用い、種々条件について検討した。実験の結果、CNTは500℃以上に加熱した基板上に生成するが、基板をCVDプロセス前に30min程度真空で熱処理をすることにより、生成密度の増加が観られた。間隔2cmの陽極-陰極(基板を設置する導電性ホルダー)間に400〜600Vの直流電圧を印加してプラズマを発生させたが、陽極-陰極間に流れる(プラズマ)電流が10mAを越えるガス圧力が100Pa以上のとき、CNTが配向して成長することがわかった。ガス圧力が500Pa以上では、放電が安定せず、CVD処理が行えなかった。一方、100Pa以下のガス圧力下では、配向性CNTは得られなかった。(本成果は、現在欧文誌への投稿準備中である。)このプラズマCVD法条件の下、Niをコーティングした圧電体リチウム酸タンタル(LiTaO_3)上へのCNTの形成を試みたが、配向性CNT成長を得ることができず、しかも、圧電性が消失されてしまった。これは、500℃以上の加熱が原因と考えられ、CNT群の振動実証を行うことはできなかった。今後は、圧電性保持のために、例えば、インプリント技術などの適用などを検討する必要があるものと考えられる。