紫外線レーザアブレーションによるカーボンナノチューブ混入PTFE薄膜の試作と評価

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本研究は、一昨年度より3力年計画で開始された研究である。最終年度にあたる本年度は、これまでに確立された熱分解CVD方によるカーボンナノチューブ(CNT)完成を目指し、昨年度見出した本素アンモニア添加によるアモルファスカーボン除去技術を磨き、高純度多層カーボンナノチューブのみを作成する条件を明らかにすることができた。CNTの応用に関する研究では、安定な微小電極先端部から電子を電界放出させる技術の確立を目指し、真空中での電子電界放出特性を詳細に検討した。その結果、上述のように熱分解CVD法によって作製されたCNTは、かなり良好な電子放出源となりうること、また、成長したCNTを酸素ンガス処理(アニール)、酸化溶液処理(沸酸や硝酸処理)したところ、酸化処理が最も高い電子放出特性を示すことなどが明らかにされた。更に、各種ガス(アルゴン、窒素、水素)環境下20Paの圧力のもとで交流プラズマ処理を行うとその電子放出特性が変化することが見出された。全ての場合、プラズマ処理が長くなると電界放出される電子による電流が増加する傾向があること、特に、水素処理で十分な時間が経過した場合、極めて低い電界強度(1V/μm)で既に2〜3μA/cm^2の電流放出が認められることが明らかとなった。興味深いのは、水素プラズマ処理によって、表面の酵素が増加していることがXPSで認められることである。プラズマ処理後に大気に曝した時に、新鮮な表面に直ちに酸素が結合した可能性が原因と考えられるが、現状では明確ではない。ポリマーとの混合状態での電気的な変化は、これまでの範囲では、混合量が少ないせいか、明確な違いは認められていない。