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2005 Fiscal Year Annual Research Report

レーザアブレーションによる触媒ならびにカーボンナノチューブの一貫プロセス

Research Project

Project/Area Number 16760240
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

須田 善行  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (70301942)

Keywordsカーボンナノチューブ / カーボンナノファイバ / レーザアブレーション / 化学気相堆積 / 炭素微粒子 / 触媒 / 拡散係数
Research Abstract

本研究では、レーザアブレーション(LA)と化学気相堆積(CVD)とを融合した「レーザ熱化学気相堆積」という新規手法によりカーボンナノファイバ(CNF)を成長させる。2カ年計画の最終年度にあたり、本年度はCNFの成長機構について考察した。(1)まずは、触媒による成長の違いについて調べた。PdやPdNi触媒から成長したCNFは他のNiやNiCoに比べて太くなった。Pd中の炭素原子の拡散係数(1100℃において1.76×10^<10>m^2/s)はNiやCo中の値に対して数倍高いことがCNFを太く成長させたと考えられる。(2)先の結果は、金属中炭素原子の拡散係数が温度とともに増加し、本実験でもCNFが温度増加により太くなった、ということからも裏付けられる。(3)次いで、LAにより供給される炭素微粒子とCNFとの相関について調べた。触媒の付いていない基板上に堆積した炭素微粒子径を測定したところ、炭素微粒子径とCNF直径とには明確な相関が見られ、微粒子はターゲットからの距離に応じて大きくなることが分かった。(4)さらに、触媒付き基板上から成長したCNFの直径・長さからCNFの体積を見積もり、触媒なし基板上に堆積した炭素微粒子の質量と比較した。ターゲットからの距離により両者の傾向は一致し、40mm付近にて最大値を持つことが明らかとなった。(5)以上より、本CNF成長実験において、LAにより蒸発された炭素原子分子群が雰囲気ガスとの衝突により凝縮し微粒子となり、これらが触媒の付いた基板上に供給されることでCNFが成長する、という成長機構が明らかとなった。本機構は、熱CVDにてCH_4等の炭化水素を用いたカーボンナノチューブ成長で論じられているものとほぼ同じであり、純粋な炭素によるCNF等の1次元物質の成長にも適用できることが明らかとなった。

  • Research Products

    (17 results)

All 2006 2005

All Journal Article (17 results)

  • [Journal Article] Predicting the amount of carbon in carbon nanotubes grown by CH_4 rf plasmas2006

    • Author(s)
      Atsushi Okita
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 99

      Pages: 014302

  • [Journal Article] Analysis of plasma for carbon nanotube growth by plasma-enhanced chemical vapor deposition2006

    • Author(s)
      A.Ozeki
    • Journal Title

      Mater.Res.Soc.Symp.Proc.

      Pages: 0901-Rb24-03.1

  • [Journal Article] Carbon nanotube growth on metal-catalyzed substrates in a laser oven apparatus2006

    • Author(s)
      Y.Suda
    • Journal Title

      Mater.Res.Soc.Symp.Proc. 858E

      Pages: HH3.6

  • [Journal Article] Plasma-assisted pulsed laser deposition of carbon films : effect of oxygen plasma on amorphous carbon film etching2006

    • Author(s)
      M.Itoh
    • Journal Title

      Thin Solid Films 506-507

      Pages: 96-100

  • [Journal Article] Correlation between a-C : H film properties and Ar/CH_4 dielectric barrier discharge2006

    • Author(s)
      M.A.Bratescu
    • Journal Title

      Thin Solid Films 506-507

      Pages: 145-149

  • [Journal Article] Growth of carbon nanofibers by laser ablation of graphite -dependence on catalysts and substrate position-2006

    • Author(s)
      Y.Suda
    • Journal Title

      Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing

      Pages: 515-516

  • [Journal Article] Quantitative Investigation of Carbon Amount in Carbon Nanotubes Grown by Methane/Hydrogen Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition2006

    • Author(s)
      Atsushi Okita
    • Journal Title

      Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing

      Pages: 519-520

  • [Journal Article] Effect of Hydrogen Plasma Reduction Time on Carbon Nanotube Growth in Plasma-Enhanced CVD2006

    • Author(s)
      Atsushi Ozeki
    • Journal Title

      Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing

      Pages: 517-518

  • [Journal Article] Deposition of tungsten carbide films by a hybrid system of RF sputtering and plasma-based ion implantation and deposition (PBII&D)2006

    • Author(s)
      Y.Suda
    • Journal Title

      Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing

      Pages: 655-656

  • [Journal Article] Production of shunting arc assisted hybrid plasma for carbon based composite film preparation2006

    • Author(s)
      K.Takaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 6^<th> International Conference on Reactive Plasmas and 23^<rd> Symposium on Plasma Processing

      Pages: 445-446

  • [Journal Article] Effect of temperature, pressure, and gas ratio of methane to hydrogen on the synthesis of double-walled carbon nanotubes by chemical vapour deposition2005

    • Author(s)
      G.Y.Xiong
    • Journal Title

      Nanotechnology 16

      Pages: 532-535

  • [Journal Article] レーザ熱化学気相堆積法によるカーボンナノファイバーの生成2005

    • Author(s)
      田中 明秀
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-69

      Pages: 79-84

  • [Journal Article] 1次元流体モデルによるCH_4プラズマ解析とそのプラズマによるカーボンナノチューブ生成2005

    • Author(s)
      沖田 篤士
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-68

      Pages: 73-78

  • [Journal Article] アルコール化学気相堆積法によるカーボンナノチューブの生成とガスセンサー特性の評価2005

    • Author(s)
      早川 祐希
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-70

      Pages: 85-90

  • [Journal Article] C_8F_<18>プラズマCVDによる低誘電率膜堆積とその化学的,電気的特性2005

    • Author(s)
      田澤 将太
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-67

      Pages: 67-72

  • [Journal Article] RFスパッタを用いたカーボン膜生成2005

    • Author(s)
      小野 浩之
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-157

      Pages: 29-34

  • [Journal Article] 全方位シャンティングアーク放電による窒素を含むアモルファスカーボン薄膜生成2005

    • Author(s)
      江古 憲一
    • Journal Title

      電気学会研究会資料 放電研究会 ED-05-148

      Pages: 29-34

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Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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