炭素ナノチューブの生成機構と電子物性の解明

阐明碳纳米管的形成机制和电子特性

• 批准号: 07750020
• 负责人: 秋田 成司
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750020/
• 关键词: フラーレン; カーボンナノチューブ; アーク放電; プラズマ発光分光分析; 電気泳動

炭素ナノチューブは、C_<60>を始めとするフラーレン類と同様に、炭素を不活性ガス中でアーク放電することで生成される。これの構造は、中空の1重または多重入れ子円筒で、炭素の取り得るユニークな構造として注目されている。孤立する一重構造のチューブには、バンドギャップがあることが理論的に示されており、非常に細い1次元的な半導体であることが予想されている。本研究の目的は、実験的に生成機構や電子物性を明確にする事である。1)生成機構炭素ナノチューブ生成時のアーク放電プラズマに対して、発光分光分析(OES)の空間分布の測定を行ってきた。陰極近傍の中性粒子の温度を発光分光分析の結果から求めると、5500K程度となる。この温度では陰極近傍においてプラズマ中では、炭素2量体は単量体の約20%である。一方、炭素イオンの温度は10000K以上と非常に高温で、炭素アーク放電中においては一種の非平衡状態であることを明らかにした。さらに、ある程度のイオンが存在する条件でナノチューブの収率が向上することを見出した。2)電子物性アーク放電によって生成した多層の炭素ナノチューブの電流-電圧特性および電流の温度依存性を、絶縁基板上に設けた数μmのギャップをもつアルミ電極上にアルコールなどにナノチューブ分散した物を滴下したものを試料とし測定した。これらの測定結果の中には、電流の温度依存性が活性化型の半導体的な性質を示すものがあり、その活性化エネルギーは50meV〜1eVと非常に幅広い。このような特性はこれまで実験で確認されたことが無い。また、乾燥中に電界を印加すると電界方向にナノチューブが配向する減少を見いだした。

The <60>carbon is not active. The structure of this kind of structure is hollow, and the structure of this kind of structure is hollow, and the structure of this kind of structure is hollow. The isolated structure of a semiconductor is shown in theory as a very fine one-dimensional semiconductor. The purpose of this study is to clarify the mechanism of formation and electronic properties. 1)Determination of spatial distribution of emission spectroscopy (OES) during carbon generation The temperature of neutral particles near the cathode was determined by photoluminescence analysis. The temperature is about 20% of the carbon content near the cathode. The temperature of carbon is above 10000K. The temperature of carbon is very high. The temperature of carbon is high. For example, if a condition exists, the rate of return will increase. 2)Electronic properties of the carbon layer and the current-voltage characteristics of the carbon layer and the temperature dependence of the current are measured on the substrate and the electrode. The temperature dependence of the current and the properties of the active semiconductor are shown in the measurement results. The active semiconductor is 50meV ~ 1eV. This is the first time I've ever seen a woman. In addition, in the case of drying, the direction of the electric field is reduced.