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ハイブリッド・ナノ炭素物質の新規創製と探索

杂化纳米碳材料的新创造与探索

基本信息

批准号：
14740381
负责人：
岡崎俊也
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)熱フィラメントCVD法を用いて、フラーレンおよびカーボンナノチューブを合成することに成功した。従来、フラーレンやカーボンナノチューブは、減圧下の不活性ガス雰囲気中において、炭素および金属触媒を用い、直流アーク放電やレーザー蒸発をすることによって、合成されていた。しかし、これらの方法では原料に比較的高価なグラファイトを用い、また生産量も限られているため、それらに代わる安価な大量合成法が望まれていた。トルエンなどの有機溶媒を燃やす燃焼法によって、フラーレン合成が行われているが、この方法では金属などを内包した金属内包フラーレンを合成することは難しい。このように従来法では困難であった、合成効率のよい、安価なフラーレン、カーボンナノチューブ合成法として、熱フィラメントCVD法を開発した。この方法では、低圧下の有機溶媒蒸気中で金属フィラメントを通電加熱して、有機分子を熱分解し、フラーレンおよびカーボンナノチューブを合成する。フラーレン類を合成する場合にはトルエンなどの芳香族を用い、ナノチューブを合成する場合にはアルコールを主に用いる。特に、この手法によって合成した多層カーボンナノチューブは(1)チューブ壁のグラファイトの結晶化度が高い(2)層数が少ない(5層以下がほとんど)、などの優れた性質を持つことがわかった。そこで、同ナノチューブを用いた電界放出実験を行ったところ、電界放出に要する電圧が低く、寿命も長いことがわかった。今回得られた結果は、これまでに作られた最も優れた多層ナノチューブと同等であり、特にCVD法で作られた多層ナノチューブの中ではずば抜けて優秀であった。既に同製法に関する特許も出願済みで、企業からの問い合わせも幾つか届いている。また、CVD法で合成したカーボンナノチューブにフラーレンを内包させることにも、世界で初めて成功した。(2)種々の金属内包フラーレンをドープした単層ナノチューブ、ピーポッドをチャンネルとして用いた電界効果型トランジスタ(FET)を製作し、これらの半導体特性を調べた。SWNTをチャンネルとして用いた場合、p型半導体特性を示すことはよく知られている。一方、ピーポッドを用いた場合は、p型とn型の両方の特性を併せ持つ両極性型の特性を持つことがわかった。そしてその振る舞いは内包させるフラーレンの種類に大きく依存することがわかった。これら一連の研究は国内外で高く評価され、アメリカ電気化学会年会などで依頼講演を行った。

(1)The thermal CVD method is successful in combination with the thermal CVD method. In the case of carbon and metal catalysts, direct current (DC) discharge and vapor generation, the reaction time and synthesis time are reduced. The method of synthesis is expected to improve the quality of the raw materials and the production capacity. The method of combustion of organic solvent is to synthesize the metal in the solvent. This method is difficult, synthesis efficiency, security, synthesis, and development. The method comprises the following steps of: carrying out electric heating on metal particles in an organic solvent vapor at low pressure; thermally decomposing organic molecules; and synthesizing organic molecules. In the case of aromatic synthesis, it is used in the case of aromatic synthesis. The crystallization degree of the crystal layer is high (2) the number of layers is small (5 layers or less), and the excellent properties are maintained. The electric field discharge voltage is low and the service life is long. The result is that the CVD method is excellent. Both in the same way, the license is issued, and the enterprise is required to issue a certificate. The CVD method was successful in the first place. (2)The metal inner layer of the seed material is formed by a single layer, and the semiconductor characteristics are adjusted by a single layer. SWNT semiconductor characteristics are shown in the following cases: In the case of a square, p type and n type, the characteristics of the square and the polarity type are maintained. In addition to the above, it is also possible to increase the number of people who live in the city. A series of lectures were given at the annual meeting of the Society for Electrical Chemistry.