1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09450013
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
安藤 義則 名城大学, 理工学部, 教授 (30076591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大河内 正人 名城大学, 理工学部, 助教授 (50076626)
岡崎 次男 名城大学, 理工学部, 助教授 (60076619)
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| Keywords | 多層カーボンナノチューブ / 水素ガス中アーク放電 / モルフォロジー / 空気中加熱精製 / 走査型電子顕微鏡 / 透過型電子顕微鏡 / 分光分析 / CH分子 |
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| Research Abstract |
我々は、グラファイト電極を雰囲気ガス中で直流アーク放電によって蒸発させる方法で、陰極上にできた炭素質の堆積物として、多層カーボンナノチューブが作製できることを明らかにしてきた。なかでも、雰囲気ガスの種類を変えて、生成したカーボンナノチューブのモルフォロジーを走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて調べた結果、純粋な水素ガスを用いた場合、混入するカーボンナノ粒子の割合が最も少ない良質の多層カーボンナノチューブが作製できること(1997)を見いだした。このように、もともと良質のカーボンナノチューブが作製できている場合は、混入しているナノ粒子を除去して精製することも容易である。実際、空気中で赤外線放射ヒーターで間加熱するという簡単な物理的手段で、ほぼ完全に精製できる(1998)ことを見いだした。
カーボンナノチューブを生成するのに最も望ましい雰囲気ガスである純粋な水素ガス中で蒸発を行った場合、多層カーボンナノチューブの中心には1nmあるいはそれ以下の極めて細い穴があいている。また、その外側に入れ子状にグラファイトの層間間隔0.34nmと同じ間隔で配列したグラフェンシートの結晶性も非常に高い。このように水素ガスがナノチューブの作製に最も望ましいのは、何によるのかを明らかにする目的で、アーク放電中の放射光の分光分析を行った。その結果、雰囲気ガスとしてH_2やCH_4のような水素原子を含むガスを用いた場合、HおよびCHが蒸発したCおよびC_2分子に混じって多く存在することがわかった。特に、CH分子の存在がグラッフェンシートの端の成長に大きく寄与しているものと思われる。しかも、CH分子が存在するのはアーク放電が行われている高温の間だけで、冷却後のガス分析ではCH分子は見つかっていない。
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[Publications] Y.Ando: "“Production of Petal-like Graphite Sheets by Hydrogen Arc Discharge"" Carbon. 35. 153-158 (1997)
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[Publications] X.Zhao: "“Preparation of High-Grade Carbon Nanotubes by Hydrogen Arc Discharge"" Carbon. 35. 775-781 (1997)
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[Publications] Y.Ando: "“Sponge of Purified Carbon Nanotubes"" Jpn.J.Appl.Phys.37. L61-L63 (1998)
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[Publications] M.Sharon: "“Spongy carbon nanobeads-A new material"" Carbon. 36. 507-511 (1998)
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[Publications] X.Zhao: "“Raman Spectra and X-Ray Diffraction Patterns of Carbon Nanotubes Prepared by Hydrogen Arc Discharge"" Jpn.J.Appl.Phys.37. 4846-4849 (1998)
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[Publications] S.Bandow: "“Purification and magnetic properties of carbon nanotubes"" Appl.Phys.A67. 23-27 (1998)
