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単層カーボンナノチューブ構造体の自己組織形成と透明電極への応用

单壁碳纳米管结构的自组织形成及其在透明电极中的应用

基本信息

批准号：
09J08327
负责人：
杉目恒志
金额：
$ 0.45万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08327/
关键词：
単層カーボンナノチューブスパッタ法化学気相成長

项目摘要

透明電極への応用を考えた単層カーボンナノチューブ(Single-walled Carbon Nanotube, SWCNT)の成長機構の理解とカイラリティ制御合成を検討した。全体を通して触媒金属の膜厚を広範囲にスクリーニングするためにコンビナトリアル手法を用い、実験を効率化した。Co触媒によるC2H5OHからのSWCNT合成にA12Ox下地を適用し、SiO2下地と比較検討した。1.3nm以上と厚いCo触媒では両方の下地上で多層CNTがミリメートルスケーワレで成長するのに対し、0.62-1.0nmと薄いCo触媒ではAl2Ox上のみでSWCNTがミリメートルスケールで成長した。CNTの成長の急停止を見出し、初期成長速度はAl2Ox上とSiO2上で同様な一方、成長時間はAl2Ox上で長いことが分かった。成長停止直前にCNT析出の振動現象が観察され、触媒粒子への炭素の取り込みと吐き出しのバランスが崩れることが成長停止の原因であると考えられた。Al2Oxの作用としてCo粒子の構造変化の抑制や成長速度の加速が示唆されたが、今後更なる検証が必要である。また気相反応と触媒反応を分けた検討を行い、新たに作製した"Cold-gas CVD"装置を用いることで、SWCNTを成長させる直接の前駆体について調べた。C2H5OHを炭素源に用いた場合に垂直配向CNTを成長させるためには気相反応が重要であり、C2H5OHの熱分解によって生じたC2H2が垂直配向単層SWCNTの成長の直接の前駆体になっていることが分かった。さらにカイラリティの制御を狙い、特にフラーレンキャップができる「核発生」とその後の「成長」に着目し、Hラジカルを用いた新たな合成法の検討を行った。ラマンスペクトルの測定結果から、カイラリティの制御には至らなかったものの、直径分布の狭いSWCNTが合成できた。

The growth mechanism of Single-walled Carbon Nanotube (SWCNT) has a good understanding of how to control the synthesis of synthetic materials. The film thickness of the catalyst metal is widely used in the range of film thickness, film thickness and film thickness. Co catalyst "C2H5OH", "SWCNT synthesis", "A12Ox" and "SiO2" are better than each other. The thickness of the Co catalyst above 1.3nm is higher than that of the 1.0nm catalyst. The growth rate of the Al2Ox catalyst is much higher than that of the Al2Ox catalyst. The growth of CNT has urgently stopped seeing output and the initial growth rate of Al2Ox and SiO2 is the same as that of the same party, and the growth time of Al2Ox is the same as that of Al2Ox. Before the growth stops, the precipitation of CNT is monitored, and the catalyst particles are extracted from carbon. The reason why the growth stops is due to the release of carbon and carbon. The effect of Al2Ox on the formation of Co particles inhibits the speed of growth and accelerates the speed of growth, and it will be more necessary in the future. On the contrary, the catalyst is used in different parts of the industry, and the new device is used as the "Cold-gas CVD" device. The growth of the SWCNT device is used directly to the front of the device. The carbon source of C2H5OH is vertically oriented to the growth of CNT. On the contrary, it is important that the carbon source of C2H2 is vertically aligned to the growth of SWCNT. It is very important to monitor and control the production of nuclear weapons, and the future growth of nuclear students is very important, and the new synthesis method is used to improve the operation. In order to determine the results of the test, we need to make sure that the diameter distribution is very narrow, and that the diameter distribution is very narrow SWCNT.