MEMS微細構造による単層カーボンナノチューブ成長のリアルタイム計測

使用 MEMS 微结构实时测量单壁碳纳米管生长

• 批准号: 17651082
• 负责人: 星野 一憲
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17651082/
• 关键词: 単層カーボンナノチューブ; シリコンカンチレバー; 希薄流体; MEMS

カーボンナノチューブの成長方向・量を制御する要因として,電界の方向のほかに,ガスの流れ方向および流速が考えられる。望ましい位置にカーボンナノチューブを成長させる方法の一つとして,MEMS微細構造を利用した流れ制御が有効であると考えられる。シリコン基板上に微細流路をつくり,流路幅の変化によって流速を制御し,カーボンナノチューブ成長量と流速の関係を調べた。その結果,流速が早いほど,カーボンナノチューブの成長は活発になるが,流路壁面に成長するナノチューブの成長方向とガス流れ方向の間には顕著な相関がないことが明らかになった。ここでは,通常の流体と希薄気体と境界にあたる流れ条件を与える反応管内で実験を行った。ここで,反応ガスの圧力を下げ,希薄気体としての仮定が成立する条件で反応を行なえば,壁面におけるすべりが生じるため,ガス方向とナノチューブ成長方向との間の関係が観察されるようになる可能性がある。また,カーボンナノチューブ成長をリアルタイムで計測するための微小カンチレバーを製作し,反応炉をピエゾアクチュエータによって外部から加振することによって内部のカンチレバーの振動の周波数応答を計測することができた。これにより,カンチレバー自体に静電アクチュエータなどの駆動方法を集積することなく計測環境が得られることがわかった。これにより,製作可能なカンチレバー特性の自由度が大幅に増し,様々なカーボンナノチューブの成長条件に適したカンチレバーを製作することができる。

カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の growth direction, quantity を suppression す る by と し て, direction of electric industry の の ほ か に, ガ ス れ の flow direction お よ が び velocity test え ら れ る. Position at ま し い に カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を growth さ せ る method の つ と し て, MEMS micro structure を using し た flow れ suppression が have sharper で あ る と exam え ら れ る. シ リ コ ン substrate に micro flow を つ く り, flow の picture - the に よ っ て velocity を royal し, カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ growth quantity と velocity の masato is を adjustable べ た. そ の as a result, the velocity of が early い ほ ど, カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の growth は live 発 に な る が, flow wall に growth す る ナ ノ チ ュ ー ブ の growth direction と ガ れ ス flow direction between の に は 顕 the な phase masato が な い こ と が Ming ら か に な っ た. こ こ で は, usually の fluid と 気 thin body と realm に あ た る flow conditions を れ え る anti で 応 tube be 験 を line っ た. こ こ で, anti 応 ガ ス の pressure を げ, bush 気 thin body と し て の 仮 が stand す で る conditions against 応 を line な え ば, wall に お け る す べ り が raw じ る た め, ガ ス direction と ナ ノ チ ュ ー と ブ growth direction between の の masato is が 観 examine さ れ る よ う に な る possibility が あ る. ま た, カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ growth を リ ア ル タ イ ム で す meter test る た め の tiny カ ン チ レ バ ー を し, anti 応 furnace を ピ エ ゾ ア ク チ ュ エ ー タ に よ っ て external か ら and す る こ と に よ っ て internal の カ ン チ レ バ ー の の vibration cycle for 応 answer を measuring す る こ と が で き た. こ れ に よ り, カ ン チ レ バ ー autologous に electrostatic ア ク チ ュ エ ー タ な ど の 駆 fixed method を set product す る こ と な く measuring environment が ら れ る こ と が わ か っ た. こ れ に よ り, making possible な カ ン チ レ バ ー features の freedom が に sharply raised し, others 々 な カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の に optimal growth conditions し た カ ン チ レ バ ー を making す る こ と が で き る.

项目成果

Selective Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes on Si Wafer by Hydrophilic and Hydrophobic Catalyst Patterning

通过亲水和疏水催化剂图案化在硅片上选择性生长单壁碳纳米管

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 13th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators
• 作者: Yusuke Takei;Kazunori Hoshino;Kiyoshi Matsumoto;Isao Shimoyama
• 通讯作者: Isao Shimoyama

A Cantilever Microphone Using Resonance of Closed-end air columns

利用闭端气柱共振的悬臂麦克风

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
• 作者: Seiichi Yoshimi;Kazunori Hoshino;Kiyoshi Matsumoto;Isao Shimoyama
• 通讯作者: Isao Shimoyama

Miniature Fuel Cell with Conducive Silicon Electrodes

具有导电硅电极的微型燃料电池

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 13th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators
• 作者: Shinsuke Onoe;Kazunori Hoshino;Kiyoshi Matsumoto;Isao Shimoyama
• 通讯作者: Isao Shimoyama

Density Control of Carbon Nanotubes Using Ethanol Vapor Flow

使用乙醇蒸气流控制碳纳米管的密度

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
• 作者: Yusuke Takei;Kazunori Hoshino;Kiyoshi Matsumoto;Isao Shimoyama
• 通讯作者: Isao Shimoyama