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レーザアブレーションによる触媒ならびにカーボンナノチューブの一貫プロセス

激光烧蚀催化剂与碳纳米管的集成工艺

基本信息

批准号：
16760240
负责人：
須田善行
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、レーザアブレーション(LA)と化学気相堆積(CVD)とを融合した「レーザ熱化学気相堆積」という新規手法によりカーボンナノファイバ(CNF)を成長させる。2カ年計画の最終年度にあたり、本年度はCNFの成長機構について考察した。(1)まずは、触媒による成長の違いについて調べた。PdやPdNi触媒から成長したCNFは他のNiやNiCoに比べて太くなった。Pd中の炭素原子の拡散係数(1100℃において1.76×10^<10>m^2/s)はNiやCo中の値に対して数倍高いことがCNFを太く成長させたと考えられる。(2)先の結果は、金属中炭素原子の拡散係数が温度とともに増加し、本実験でもCNFが温度増加により太くなった、ということからも裏付けられる。(3)次いで、LAにより供給される炭素微粒子とCNFとの相関について調べた。触媒の付いていない基板上に堆積した炭素微粒子径を測定したところ、炭素微粒子径とCNF直径とには明確な相関が見られ、微粒子はターゲットからの距離に応じて大きくなることが分かった。(4)さらに、触媒付き基板上から成長したCNFの直径・長さからCNFの体積を見積もり、触媒なし基板上に堆積した炭素微粒子の質量と比較した。ターゲットからの距離により両者の傾向は一致し、40mm付近にて最大値を持つことが明らかとなった。(5)以上より、本CNF成長実験において、LAにより蒸発された炭素原子分子群が雰囲気ガスとの衝突により凝縮し微粒子となり、これらが触媒の付いた基板上に供給されることでCNFが成長する、という成長機構が明らかとなった。本機構は、熱CVDにてCH_4等の炭化水素を用いたカーボンナノチューブ成長で論じられているものとほぼ同じであり、純粋な炭素によるCNF等の1次元物質の成長にも適用できることが明らかとなった。

In this study, the chemical vapor deposition (CVD) and thermal chemical vapor deposition (LA) were combined to form a new method of growth. In the final year of the 2nd Five-Year Plan, this year we will inspect CNF's growth institutions. (1)The growth and development of the catalyst and catalyst are regulated. Pd, Ni, Ni, The dispersion coefficient of carbon atoms in Pd (1100℃) is 1.76×10^<10>m^2/s. (2)As a result, the dispersion coefficient of carbon atoms in metals increases with temperature, while the dispersion coefficient of carbon atoms in metals increases with temperature. (3)In the second place, LA provides carbon particles and CNF. The diameter of carbon particles deposited on the substrate is determined by the correlation between the diameter of carbon particles and the diameter of CNF. (4)The diameter, length and volume of CNF deposited on the catalyst substrate are compared. The distance between the two sides is the same, and the maximum distance between the two sides is 40 mm. (5)The above CNF growth mechanism is composed of carbon atoms and molecules. This mechanism is suitable for the growth of carbon atoms such as CH_4 and CNF in thermal CVD.

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Plasma-assisted pulsed laser deposition of carbon films : effect of oxygen plasma on amorphous carbon film etching

碳膜的等离子体辅助脉冲激光沉积：氧等离子体对非晶碳膜蚀刻的影响

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Thin Solid Films 506-507
影响因子：
0
作者：
K.Nagao;et al.;森直樹;荒木田大嗣;森直樹;森直樹;Y.Suda;M.Itoh
通讯作者：
M.Itoh

Production of shunting arc assisted hybrid plasma for carbon based composite film preparation

用于制备碳基复合薄膜的分流电弧辅助混合等离子体的生产

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing
影响因子：
0
作者：
K.Nagao;et al.;森直樹;荒木田大嗣;森直樹;森直樹;Y.Suda;M.Itoh;K.Takaki
通讯作者：
K.Takaki

N_2ガス中RFプラズマ支援炭素アブレーションプルームの光学的および電気的特性の診断

N_2气体中射频等离子体辅助碳烧蚀羽流光电特性诊断

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
電気学会研究会資料放電研究会 ED-04-66
影响因子：
0
作者：
K.Nagao;et al.;森直樹;荒木田大嗣;森直樹;森直樹;Y.Suda;M.Itoh;K.Takaki;田澤将太;M.A.Bratescu;M.A.Bratescu;伊藤雅孝;沖田篤士;佐倉伸和
通讯作者：
佐倉伸和

C_8F_<18>プラズマCVDによる低誘電率膜堆積とその化学的,電気的特性

C_8F_<18>等离子体CVD沉积低介电常数薄膜及其化学和电学性能