| 研究概要 |
次世代省電力表示装置としてカーボンナノチューブ冷陰極電子エミッタで構成された電界電子放出デバイス(CNT-FED)の開発が期待されている。カーボンナノチューブは種々の手法によって合成できるが,CNT-FED用のナノチューブとしては,結晶性の高いナノチューブが必要であり,アーク放電法で合成されたものが最適であると見られている。本研究では,申請者が新たに開発したトーチアーク法を用いて,多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を高速に合成し,冷陰極電子エミッタ源への応用を確立することを目的としている。初年度に得られた主要な結果は以下のとおりである。
1)使用する基材は純黒鉛か,あるいはNi/Yを混入させた黒鉛が適当である。Ni, Cu,およびFe単体を混入させた黒鉛の場合,多層カーボンナノチューブの生成量は前者らの場合より少ない。
2)連続的にアーク放電を発生させると,一旦合成された多層カーボンナノチューブは消滅してしまう。
3)基材表面のアークスポットに形成された多層カーボンナノチューブは,基材面に対し起立している。
しかしながら,CNT-FEDの製造当っては低コスト化のためスクリーン印刷法を利用することが要求されている。そこで,第2年度は,トーチアーク法の装置を改良することにより,MWCNTを黒鉛基板から剥離・回収する技術の開発を行った。その結果,トーチと黒鉛とが成す角度を約30°にすることにより,MWCNTの薄片(フレーク)として得ることができた。そのMWCNTフレークをペースト化し,スクリーン印刷により二極管構造のCNT-FEDを作製して電界放出特性を計測したところ,従来のMWCNTと同程度の特性を得ることができた。また,MWCNTフレークの製造技術開発の過程で,アーク放電を用いてカーボンナノホーン微粒子を選択的に合成する手法も開発した。
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