| Research Abstract |
本研究の目的である,アルコール触媒CVD法による垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を用いた熱,光,電子デバイスへの応用に向けて欠かせないナノチューブ直径を制御した選択的合成に向けて,生成メカニズムの理解及び制御研究と進めた.まずは,ディップコート法を用いて,環境条件を変化させながら触媒を調整し,合成された単層カーボンナノチューブの特性への影響を観察し,そのメカニズムを考察した.さらに,触媒金属の微粒子径のサイズや膜厚を分布させたスパックー膜を用いたコンビの手法で制御した基板を用いたアルコール触媒CVD法を行い,分子動力学シミュレーションの結果と併せて生成機構を検討した.さらに詳細な実験によってナノチューブの成長がチャンバー内の微量な不純物ガスの存在に左右されることが分かったことを踏まえて,実験条件を的確にコントロールできる高真空CVD装置を開発し,成長機構の検討及び制御を行った.触媒を担持したシリコン基板を通電加熱によって直接加熱することによって,様々な実験条件下でアルコール触媒CVD合成を行い,結晶性の良い単層カーボンナノチューブが安定に合成できる実験条件を明らかにした.また,反応炉に直接ガスセルを連結して,フーリエ変換赤外吸収分光(FTIR)により反応後のガス分析を行い,さらに低次元化学反応シミュレーションと比較検討することで,アルコールの熱分解反応を含めた反応機構を同定した.
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