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スパッタ法によるアルカリ金属ドープカーボンニノチューブ形成メカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14655019
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 表面界面物性
研究機関大阪大学

研究代表者

本多 信一  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90324821)

研究分担者 片山 光浩  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70185817)
尾浦 憲治郎  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029288)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワードカーボンナノチューブ / 熱フィラメント / 基板バイアス電圧 / スパッタ法 / 窒素 / ドーピング / 密度制御 / CNT / バイアススパッタ法 / カーボン粒子のエネルギー / 大面積均一成長 / 混合ガス / イオンエネルギー
研究概要

本研究では、従来のRFマグネトロンスパッタ法に熱フィラメントの設置、基板バイアス電圧の印加、ドーパントとして期待される窒素ガスの導入など、スパッタ法をカーボンナノチューブ合成に応用するための装置の開発を行い、スパッタ法によるナノチューブの成長メカニズムの提案をおこなった。
スパッタ法によるナノチューブの成長機構として、(1)触媒金属微粒子がナノチューブの核として成長する、(2)適切なエネルギーをもったカーボン粒子が触媒金属微粒子に供給される、(3)カーボンが析出すると同時に微粒子が持ち上げられナノチューブとして成長する、と考えている。これら一連の成長過程において窒素の効果が提案された。すなわち、(1)RFプラズマ中の窒素イオンは、プラズマと基板との間のポテンシャル差によって、エネルギーを与えられ、基板に照射される。(2)基板への適度なエネルギーの供給によってカーボンナノチューブが成長する。また、窒素は、ナノチューブの密度制御に有効であることを明らかにした。窒素によるナノチューブの密度制御は、従来の密度制御手法(フッ酸処理、プラズマ処理、触媒金属の膜厚制御など)とは異なる新しい手法である。
本手法は、スパッタ法という応用に適した成長法であることに加えて、窒素が、ドーパントとして働くことが期待され、カーボンナノチューブの電気的特性を制御できる可能性が大きい。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] Shin-ichi Honda 他8名: "Method for Aligned bamboolike Carbon Nanotube Growth Using RF Magnetron Sputtering"Jpn.J.Appl.Phys. 42. 713-715 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kenjiro Oura 他6名: "Study of electron field emission and structural properties of nanostructured carbon thin films deposited by hot-filamentassisted reactive sputtering using methane gas"Vacuum. 66. 239-243 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichi Honda 他8名: "Characterization of low temperature growth carbon nanofibers synthesized by using plasma enhanced chemical vapor deposition"Vacuum. 66. 341-345 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 本多信一他8名: "マグネトロンスパッタ法を用いたカーボンナノチューブ直径及び密度制御"真空. 45. 293-296 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura他6名: "Study of Electron Field Emission and Structural Properties of Nanostructured Carbon Thin Films Deposited by Hot-filament-assisted Reactive Sputtering using Methane Gas"Vacuum. 66. 239-243 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Katayama他7名: "Formation of Carbon Nanofiber Films by RF Magnetron Sputtering Method"Physica B. 323. 347-349 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Honda他8名: "Method for Aligned Bamboo-like Carbon Nanotube Growth using RF Magnetron Sputtering"Jpn. J. Appl. Phys. 42. 713-715 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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