炭素微粒子の生成過程-フラーレン類・単層ナノチューブ生成との相関

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640561
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 鈴木 信三 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (10226516)
• Keywords: フラーレン / 単層カーボンナノチューブ / 生成機構 / 微粒子

Research Abstract

単層カーボンナノチューブの生成過程を理解するためには、その生成場において金属微粒子や炭素微粒子がどのような役割を果たしているかを調べることが重要である。本年度は、昨年度までに得られた知見をもとにしつつ、以下に述べる実験的研究を行った。
(1)単層カーボンナノチューブを生成する際に金属原子あるいは金属微粒子の存在が、どう必要とされているのかを調べるために、金属試料と炭素試料を別々のレーザーで蒸発させ、反応場の中で時間をおいて混合し、単層カーボンナノチューブの生成を試みた。その結果、従来の実験条件のように金属と炭素を最初から混ぜておく必要はないこと、言い換えると金属微粒子は炭素試料からレーザー蒸発によって生成した材料にあとから働きかけて単層カーボンナノチューブを生成する役割を持うていることが分かった。
(2)単層カーボンナノチューブを生成する際の雰囲気ガスの種類・圧力・流速を変化させてその生成効率がどう変化するかを詳しく検討した。その結果、単層カーボンナノチューブが生成する雰囲気ガスの最適圧力はガスの種類に大きく依存しないこと、また希ガス(Ne, Ar, Kr)に比べて窒素ガス(N_2)雰囲気で単層カーボンナノチューブを生成した方が、その純度が上がることが分かった。
これらの実験結果を基にして、単層カーボンナノチューブの生成に果たす雰囲気ガス及び金属微粒子の役割について考察した。

Research Products

• [Publications] R.Sen et al.: "Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes From the Condensed Phase"Chemical Physics Letters. 349(5,6). 383-388 (2001)
• [Publications] S.Suzuki et al.: "Time and Space Evolution of Carbon Species Generated With a Laser Furnace Technique"AIP Conferences Proceedings. 590. 81-86 (2001)
• [Publications] S.Suzuki et al.: "Time Evolution of Emission by Carbon Nanoparticles Generated With a Laser Furnace Technique"European Physical Journal D. 16(1-3). 369-372 (2001)
• [Publications] R.Sen et al.: "Encapsulated and Hollow Closed-Cage Structures of WS2 and MoS2 Prepared by Laser Ablation at 450C-1050C"Chemical Physics Letters. 340(3,4). 242-248 (2001)
• [Publications] H.Kataura et al.: "High-Yield Fullerene Encapsulation in Single-Wall Carbon Nnanotubes"Synth. Met.. 121(1-3). 1195-1196 (2001)
• [Publications] A.Fujiwara et al.: "Gas Adsorption in the Inside and Outside of Single-Walled Carbon Nanotubes"Chemical Physics Letters. 336(3,4). 205-211 (2001)