電界制御によるカーボンナノチューブ3次元中空構造物の作製

电场控制制备三维中空碳纳米管结构

• 批准号: 16656057
• 负责人: 大前 伸夫
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656057/
• 关键词: カーボンナノチューブ; MEMS; 磁界; ナノストラクチャー; ナノ微粒子

電界及び磁界を印加することにより、気相成長中のカーボンナノチューブの形状を制御して、曲面形状を有する中空構造の作製を行った。最も有効に制御できたのはサマリウムコバルト磁石をヨーク形に配置し、マイクロ波プラズマ化学蒸着装置の外部から磁界を印加する方式であり,シリコン基板を設置しているマッフル炉の温度(700℃)でも済磁が少ないことが形状制御の原因であったと考えられる。カーボンナノチューブに印加されている磁界の強さは約100Gと推定されている。カーボンナノチューブの作製に用いた触媒は鉄のナノ粒子で平均粒径は約5nmである。水素流量100sccm、メタン流量10sccm、反応温度700℃、反応圧力20Torrの条件で複雑形状を持つカーボンナノチューブストランド(約4000本)の作製を行った。磁力線の方向に従うようにカーボンナノチューブが成長し、アーチ形状、梯子形状、車輪に近い形状の構造物を作成することができた。磁界印加によるカーボンナノチューブの形状制御の効果は極めて有効であることが判明した。磁界によるカーボンナノチューブの形状制御の原因の1つは鉄のナノ粒子がカーボンナノチューブの先端に位置しながら成長することによる。鉄は強磁性体であるので,外部磁界の影響を受けやすいことは本研究が成果をあげる大きな要因となっている。しかしながら、鉄のナノ粒子の磁区構造などは理学的にも解明されておらず,ナノ磁性の研究はその端緒についたところである。工学的立場から考えると、磁界を用いて比較的簡単にカーボンナノチューブの複雑人工構造物を製作できることは多くの応用性に富み,例えばナノマシンの骨組み構築やバイオ・薬品・酵素などのコンテナとして将来応用される可能性がある。従って本研究は、その萌芽性を考慮すると極めて価値あるものと自負することができる。

The shape of the electric field and the magnetic field is controlled, and the shape of the curved surface is controlled The most important reason for the shape control of the magnet is the configuration of the magnet, the magnetic field outside the chemical vapor deposition device, and the temperature of the furnace (700℃). The magnetic field strength of the magnetic field is estimated to be about 100G. The average particle size of iron particles used in the preparation of iron particles is about 5nm. Water flow rate 100sccm, temperature 10sccm, reaction temperature 700℃, reaction pressure 20Torr conditions, the shape of the complex is maintained, and the production process is carried out. The direction of the magnetic field is different from the direction of the magnetic field. The shape of the magnetic field is controlled by the magnetic field. The reason why the shape of the magnetic field is controlled is that the iron particles are located at the tip of the magnetic field. Ferromagnetic materials are affected by the external magnetic field. The results of this study are mainly due to the influence of the external magnetic field. The structure of the magnetic domain of iron particles is different from that of physics, and the research of magnetism is different from that of physics. The engineering standpoint is to compare the simplicity of the application of the magnetic field to the production of complex artificial structures. For example, the bone structure of the magnetic field is to compare the possibility of future application. This study is based on the consideration of the embryonic nature of the disease.

项目成果

Transformation of diamond nanoparticles into onion like carbon by the irradiation of electron beam studied directly inside an ultra high vacuum transmission electron microscope

通过直接在超高真空透射电子显微镜内研究的电子束照射将金刚石纳米颗粒转化为洋葱状碳

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letters 86巻
• 作者: H. Watanabe;et. al.;E. Matsubara;J.Hiraki
• 通讯作者: J.Hiraki

Influence of humidity on microtribology of vertically aligned carbon nanotube film

• DOI: 10.1007/s11249-004-3595-0
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Tribology Letters
• 影响因子: 3.2
• 作者: V. Turq;N. Ohmae;Jean-Michel Martin;Julien Fontaine;Hiroshi Kinoshita;J. Loubet

Superhigh friction of carbon nanotubes

碳纳米管的超高摩擦力

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.Tribochemistry Nara 2005 (in printing)
• 作者: T.SASAKI;M.YANG;S.FUKUSHIMA.R.TSUKANO;N.Ohmae
• 通讯作者: N.Ohmae

High growth rate of vertically aligned carbon nanotubes using a plasma shield in microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition

• DOI: 10.1016/j.carbon.2004.05.020
• 发表时间: 2004
• 期刊: Carbon
• 影响因子: 10.9
• 作者: H. Kinoshita;Ippei Kume;H. Sakai;M. Tagawa;N. Ohmae

High friction of vertically aligned carbon nanotube film in microtribology

微摩擦学中垂直排列碳纳米管薄膜的高摩擦

• 发表时间: 2004
• 期刊: Applied Physics Letters 85・14
• 作者: Y.Kobayashi;M.Sano;H.Kinoshita
• 通讯作者: H.Kinoshita