超長寿命触媒微粒子によるセンチメートル長垂直配向単層カーボンナノチューブ合成

使用超长寿命催化剂颗粒合成厘米长垂直排列单壁碳纳米管

• 批准号: 18651061
• 负责人: 川原田 洋
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18651061/
• 关键词: ナノ材料創製; ナノ構造形成・制御; 長尺単層カーボンナノチューブ; 超長寿命触媒微粒子

我々の触媒は30時間以上活性を保ち、単層カーボンナノチューブが成長し続けるが、単層カーボンナノチューブが長くなるほどカーボンラジカルの拡散距離が長くなるために、成長速度は時間とともに減少する。そこで、隙間をあけて拡散距離を短くするためにパターン成長を行った。円柱状にパターン成長した場合は、パターンなしに比べて、同じ10時間成長にも関わらず600um長く伸びた。これは、単層カーボンナノチューブの根元にある触媒微粒子に、パターン成長の側壁から多量の前駆体が進入可能になったからである。ハニカム構造のパターン成長を用い30時間成長を行った結果、5.2mmの垂直配向単層カーボンナノチューブが得られた。これは、現時点で垂直配向単層カーボンナノチューブにおいて世界で最も高い値である。しかし、この成長においても時間とともに成長速度が減少した。これはハニカム中の600umの隙間においてもラジカルの拡散が抑制されてしまうことを示している。より大きな隙間ならば単層カーボンナノチューブの成長速度が減少しないと考え、ライン状のパターン(4mm x 0.3mm)を用いたところ、20時間の成長でも成長速度は時間に比例し、線形な成長が得られた。また、さらなる高速成長の達成のためにCVD条件の最適化を行った。その結果、成長速度に大きな影響を与えるパラメータは温度であることが分かった。これまで用いていた600℃での成長に比べ、690℃では約3倍の850um/hという高い成長速度が得られた。これは、高い温度によってラジカルの拡散係数が上昇したことと、触媒の活性が高まったことによると考えられる。この温度において20時間の成長において5.3mmまでカーボンナノチューブを伸長することに成功した。今後、この最適CVD条件とパターン成長を組み合わせることによりさらに長尺な単層カーボンナノチューブの合成が期待できる。

The activity of the catalyst is maintained for more than 30 days, and the growth rate of the catalyst is reduced. The distance between them is short. In the case of columnar growth, the length of the column is 600um. A large amount of precursor particles may be introduced into the catalyst particles in the single layer. The vertical alignment layer of 5.2 mm was obtained by using 30-time growth method. This is the highest point in the world. The growth rate is decreasing. The 600um gap in the middle of the tunnel is controlled by the diffusion of light. The growth rate of the thin layer of the film is reduced. The growth rate of the thin layer of the film (4mm x 0.3 mm) is reduced. To optimize CVD conditions for achieving high growth rates. The result, the growth speed, the influence, and the temperature are different. This is achieved by using the growth rate of 600 ° C and the growth rate of 850um/h, which is about 3 times that of 690 ° C. The dispersion coefficient of the catalyst increases at high temperatures. The temperature is 20 minutes and the growth time is 5.3 mm. In the future, the optimal CVD conditions and the growth of the film are expected.

项目成果

Label-free DNA sensors using diamond FETs

使用金刚石 FET 的无标记 DNA 传感器

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phvs. Rev. E 74(4)
• 作者: K.S.Song;et al.
• 通讯作者: et al.

Semi-quantitative study on the fabrication of densely packed and vertically aligned single-walled carbon nanotubes

• DOI: 10.1016/j.carbon.2006.01.027
• 发表时间: 2006-08
• 期刊: Carbon
• 影响因子: 10.9
• 作者: Guofang Zhong;T. Iwasaki;H. Kawarada

Growth of Dense Single-walled Carbon Nanotubes in Nano-sized Silicon Dioxide Holes for Future Microelectronics

用于未来微电子学的纳米二氧化硅孔中致密单壁碳纳米管的生长

• 期刊: Carbon (submitted)
• 作者: T.Iwasaki;et al.
• 通讯作者: et al.

DNA micropatterning on polycrystalline diamond via one-step direct amination.

• DOI: 10.1021/la050883d
• 发表时间: 2006-03
• 期刊: Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
• 作者: Guojun Zhang;K. Song;Yusuke Nakamura;T. Ueno;T. Funatsu;I. Ohdomari;H. Kawarada

Characterization of Direct Immobilized Probe DNA on Partially Functionalized Diamond Solution-gate Field-effect Transistors

部分功能化金刚石溶液门场效应晶体管上直接固定探针 DNA 的表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. (Express Letter) 45, 42
• 作者: J.H.Yang;K.S.Song;S.Kuga;H.Kawarada
• 通讯作者: H.Kawarada