カーボンナノチューブを用いた音響用電子管に関する研究

• Project/Area Number: 15651053
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nanomaterials/Nanobioscience
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 笠原 肇 神戸大学, 研究基盤センター, 助手 (20110801)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2003: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: PECVD / カーボン / ナノ / ナノチューブ / CVD

Research Abstract

音響用電子管に用いる電子源としてカーボンナノチューブ・ファイバー膜電極を作成し、その電子放出特性を評価することが本研究の目的であった。当初制作した反応装置であるプラズマ援用化学気相堆積(PECVD)装置ではナノチューブ・ナノファイバー膜ではなく、ダイヤモンド状カーボン(DLC)膜が主に成長することが判った。本研究はカーボンナノ構造膜の一つであるDLC膜の作成と電子線源の評価ではなく、カーボンナノチューブあるはファイバーで構成される膜の成長とその電子源への応用で、当初の目的であるカーボンナノチューブ・ファイバー膜成長を可能とするために装置を改造を重ねた。
1.カーボンナノチューブ・ファイバー膜作成用PECVD装置が完成し、最適成長条件を得るための電極配置等の微調整を残すのみである。
2.カーボンナノ構造膜成長最適条件は温度とガス成分によって変化するが特にガス分圧比と流量が重要で、ガス分圧制御によりDLC膜あるいはカーボンナノチューブ・ファイバー膜となることが判った。
3.CVD法の一種であるPECVD法を用いたカーボンナノチューブ・ファイバー膜成長はCVDに変わりはなく表面敏感反応であり、表面の清浄化と種金属などを含む基板の前処理が重要なパラメータである。
4.電子放出測定については、測定装置の試作の段階である。現在の段階では、比較的大きな電流密度の電子源が要求される音響用電子管の電子源への応用は未知で、今後さらに実験を進める。