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高配向・高密度カーボンナノチューブの自己組織化形成とナノデバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 16310089
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関九州工業大学

研究代表者

内藤 正路  九州工業大学, 工学部, 助教授 (60264131)

研究分担者 生地 文也  九州共立大学, 工学部, 教授 (00093419)
遠山 尚武  九州工業大学, 工学部, 助教授 (10039117)
楠 美智子  財団法人ファインセラミックスセンター, 主席研究員 (10134818)
碇 智徳  宇部工業高等専門学校, 助手 (40419619)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2004年度: 7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 表面変性 / シリコンカーバイド / 表面構造 / レーザー照射 / 自己組織化 / イオンビーム / イオンビーム照射
研究概要

本研究により得られた成果は以下のとおりである。
1.SiC表面構造がCNT成長に及ぼす影響について
SiC表面構造がCNT成長に及ぼす影響について透過型電子顕微鏡(TEM)と走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて研究を行った。Sic(000-1)C面を低真空中で1700℃、1時間加熱する前に、超高真空中で1050℃、30分間加熱を行った場合には、CNTの成長は見られず数層のグラファイトが成長していることがTEM観察によりわかった。しかし、超高真空中での加熱温度が1200℃の場合にはCNTが成長した。この時の表面形態をSTM観察したところ、1200℃の場合はSiC表面にdomain間にcap構造を持ったグラファイト層が形成されていることがわかった。このcap構造はCNTの先駆体であると考えられる。1050℃の場合には、欠陥のほとんどないグラファイト層が観察された。これは、cap構造が形成されていないため、この後低真空中で加熱を行っても、CNTの先駆体となるものがないためCNTが成長しなかったのではないかと考えられる。
2.昇温速度がCNT成長に及ぼす影響について
SiC(000-1)C面を超高真空中1200℃で加熱した後、低真空中で1700℃まで急速に昇温したとき、SiC基板上にアモルファスカーボン層が形成され、その層の上にCNT層が形成された。この基板をさらに加熱したとき、CNT層は成長せずアモルファスカーボン層のみが広がった。また、SiC基板上にアモルファスカーボン層をあらかじめ蒸着させた後、低真空中で加熱を行った場合、CNT層の形成は見られなかった。これらの実験結果から、アモルファスカーボン層が、CNTの成長を抑制する働きをすることがわかった。SiC表面分解法において、CNTがSiCの結晶構造を利用して成長していると考えられるので、アモルファスカーボン層の形成により、CNTがSiCの結晶構造を引き継いで成長することが困難になり、その結果、CNTの成長が抑制されたのではないかと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (15件)

  • [雑誌論文] Direct observation of surface potential change due to hydrogen termination of CVD diamond surface by metastable-induced electron spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      A.Watanabe
    • 雑誌名

      Surface Science 600

      ページ: 3659-3662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of surface structure modifications on the growth of carbon-nanotubes on the SiC(000-1) surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamauchi
    • 雑誌名

      Surface Science 600

      ページ: 4077-4080

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface-structure dependent reaction of hydrogen-assisted reduction at O/Ni(110) surfaces studied by MIES and LEED2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ikari et al.
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 4

      ページ: 170-173

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth mechanism of ZnSe single crystal by chemical vapour transport method2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamauchi et al.
    • 雑誌名

      Physica B 376-377

      ページ: 778-781

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Oxidation of a cesium-covered Ni(110) surface studied by metastable-induced electron spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ikari et al.
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 252

      ページ: 5424-5427

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of surface structure modifications on the growth of carbon-nanotubes on the SiC(000-1) surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamauchi et al.
    • 雑誌名

      Surface Science 600

      ページ: 4077-4080

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct observation of surface potential change due to hydrogen termination of CVD diamond surface by MIES2006

    • 著者名/発表者名
      A.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Surface Science 600

      ページ: 3659-3662

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] STM observation of Bi line structures on the Si(100) surface with Ag deposition2005

    • 著者名/発表者名
      T.Itoh et al.
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 244

      ページ: 161-165

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic ad-dimer twisting assisted nanowire self-assembly on Si(100)2005

    • 著者名/発表者名
      J.-T.Wang
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 94

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth control of carbon nanotubes on silicon carbide surfaces using the laser irradiation effect2004

    • 著者名/発表者名
      H.Konishi
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 464-465

      ページ: 295-298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 6H-SiC(000-1)表面再構成過程のSTM・LEED研究2004

    • 著者名/発表者名
      小野拓磨
    • 雑誌名

      表面科学 25

      ページ: 519-520

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] レーザー照射効果を用いたカーボンナノチューブの成長制御2004

    • 著者名/発表者名
      小西博文
    • 雑誌名

      真空 47

      ページ: 136-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth control of carbon nanotubes on silicon carbide surfaces using the laser irradiation effect2004

    • 著者名/発表者名
      H.Konishi
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 295-298

      ページ: 464-465

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] レーザー照射効果を用いたカーボンナノチューブの成長制御2004

    • 著者名/発表者名
      小西 博文
    • 雑誌名

      真空 47

      ページ: 136-139

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 6H-SiC(000-1)表面再構成過程のSTM・LEED観察2004

    • 著者名/発表者名
      小野 拓磨
    • 雑誌名

      表面科学 25

      ページ: 519-520

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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