| 研究概要 |
本年度は,放電管電極に用いるカーボンナノチューブの合成,電極基板への固定,および放電評価装置の試作を行い,以下の結果を得た。
1.アーク放電法および触媒化学気相成長(CVD)法によるカーボンナノチューブの作製
アーク放電ナノチューブ合成装置により,単層および多層カーボンナノチューブを合成した。不純物を除去する精製処理を施した試料も準備した。現有のプラズマCVD装置を用い,メタン/水素混合ガスの熱分解により金属基板上にカーボンナノチューブを成長させた。基板金属の種類,成長時間などの成長条件を変えることにより,ナノチューブの長さ,直径等の形態を制御した。
2.カーボンナノチューブ電極の形成
ナノチューブの電極基板への固定法には,大きく分けて二つある。一つは,予め作製したナノチューブを厚膜印刷法,スプレー法などにより付着させる方法,もう一つは,基板に直接成長させる方法である。本研究では,第一の方法として,アーク放電法により生成された粉末状のナノチューブをスプレー堆積法によりフィルム状に塗布した。第2の方法では,CVD法により得られたナノチューブを,金属基板ごとエミッタとして使用した。
3.放電実験評価装置の作製
ナノチューブ冷陰極による気体放電特性を評価するための装置を作製し,陰極と陽極から成る二極構造で予備的実験を行った。電極間ギャップは1mmから5mmの範囲で,また,雰囲気ガスとしてはアルゴンガスを1Torrから10Torrの範囲で放電開始電圧を測定した。放電開始電圧は,パッシェンの法則に従い,ナノチューブを塗布することにより,その電圧が数%低下することを見出した。しかし開始電圧の低下を明確に示さないナノチューブ試料もあるので,今後,この差を明らかにする。
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