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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。

Transparent electrode is made of single-walled Carbon Nanotube, SWCNT)'s growth mechanism's understanding of the control and synthesis of the structure. The overall thickness of the catalytic metal film is the same as the thickness of the film. The るためにコンビナトリアル technique is used and the efficiency is improved. Co catalyst is suitable for C2H5OH SWCNT synthesis, A12Ox is suitable for synthesis, and SiO2 is relatively suitable for synthesis. More than 1.3nm thick Co catalyst, multi-layered CNT on the ground and under the square, growth of CNT, 0.62-1.0nm is a thin Co catalyst that is grown on Al2Ox and is suitable for SWCNT. The growth of CNT has stopped suddenly, the initial growth rate is the same as Al2Ox and SiO2, and the growth time is as long as Al2Ox. The vibration phenomenon of CNT precipitation immediately before the growth stops, the catalytic particle and the carbon content of the catalyst particlesみと出き出しのバランスがCollapseれることがThe reason why growth stopped is であると考えられた. The effect of Al2Ox is to inhibit the structural change of Co particles and to accelerate the growth rate. It is necessary to prove it in the future. "Cold-gas" The CVD device is used and the SWCNT is grown directly and the front body is adjusted. C2H5OH is a very important carbon source and is very important when growing vertically aligned CNTs. Thermal decomposition and growth of C2H2 vertically aligned single layer SWCNT are directly performed on the front body of the SWCNT.さらにカイラリティのcontrolled sniper, special にフラーレンキャップができる "nuclear disease"とその后の「Growth」に目し, Hラジカルをいた新たな synthesis method の検question を行った. Measurement results of ラマンスペクトルのから, カイラリティのcontrol には to らなかったものの, diameter distribution の narrow い SWCNT が synthesis できた.