均一相ホウ素-炭素-窒素系ナノチューブの合成と評価

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450246
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 守吉 佑介 法政大学, 工学部, 教授 (90267328)
• キーワード: ナノチューブ / ホウ素-炭素-窒素 / ニッケル / 生成機構

研究概要

ホウ素-炭素-窒素(B-C-N)系ナノチューブをプラズマ蒸発法で合成し透過電子顕微鏡(TEM)・分析電子顕微鏡(EELS)で評価して、合成おける諸問題、温度の影響、添加物の影響、ナノチューブの生成機構などについて検討した。
プラズマ蒸発法で得られるナノチューブは、炭素-、窒化ホウ素-、および炭素包埋の窒化ホウ素ナノチューブの3種類であることを、TEMおよびEELSであきらかにした。
気相からの凝縮のみならず原料物質の加熱によってもナノチューブを合成しうることを明らかにし、ナノチューブは3000K以上の温度で、ナノカプセルは2500K以上の温度で生成することを示した。B-C-N系均一相ナノチューブは3000K以下の温度で生成することを明らかにした。
ナノチューブの合成におけるニッケル添加物の影響について検討し、単層炭素ナノチューブは溶融ニッケルに溶解した炭素の析出によって生成することを示した。また、窒化ホウ素ナノカプセルも単層炭素ナノチューブと同様の方法で生成することを明らかにした。
ナノチューブの生成機構について、多孔体の原料物質とナノチューブの構造の類似性から検討し、原料中のセグメントがナノチューブの生成の前駆体となる生成機構および液滴から生成するバルーン状前駆体によるナノチューブの生成機構を提案した。

研究成果

• [文献書誌] S.Komatsu,K.Okada,Y.Shimizu,and Y.Moriyoshi: "New Phase of sp^3-bonded-BN : 5H Polytype"J.Phys.Chem.. B103. 3289-3291 (1999)
• [文献書誌] Y.Shimizu,Y.Moriyoshi.and,S.Komatsu.: "BN nanotubes.webs,and coexisting amosphous phase"Appl.Phys.Letters. 75. 929-931 (1999)
• [文献書誌] Y.Moriyoshi,and W.Komatsu: "Kinetics of sintering at a constant rate of heating"J.Ceram.Soc.Jpn. 108. S41-48 (2000)
• [文献書誌] Y.Shimizu,Y.Moriyoshi and T.Watanabe: "The effect of Temperature on the Formation of nanotubes in N-C-N system"Trans.Mater.Res.Soc.. 25. 329-332 (2000)
• [文献書誌] S.Komatsu,Y.Shimizu,and Y.Moriyoshi: "Blowing up a nanoballoon ; a hollow amphous born ballcoated with crystalline BN layers"J.Appl.Phys.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Y.Moriyoshi,Y,Shimzu,and T.Watanabe: "B-C-N Nanotubes prepared by a dc aic plasma"Thin Solid Films,. (in press). (2001)
• [文献書誌] 守吉佑介 他編著: "産業廃棄物の現状とリサイクルの事例調査"日刊工業新聞社. 107 (1998)
• [文献書誌] 守吉佑介 編著: "環境問題と企業の取り組みに関する調査研究"日刊工業新聞社. 158 (1999)