| 研究概要 |
配向性カーボンナノ構造体の形成として下記に示す研究を実行し、新規配向性カーボンナノ構造体の創成に成功した。
1.カーボンナノウォールの創成
外部の誘導結合型水素プラズマにて生成した水素ラジカルを成膜チャンバである容量結合型フルオロカーボンプラズマに導入して、成膜を行うラジカル注入プラズマCVD法にてグラフェンシートが2次元構造を保ったまま、垂直に成長した壁状の新規カーボンナノ構造体であるカーボンナノウォール(CNW)の創成に成功した。水素プラズマがない場合はCNWを成膜することはできなかった。成膜チャンバへ導入するガス種(C_2F_6,CF_4,CHF_3,CH_4等)を変更することで、CNWの壁の間隔、厚み、形状を制御する技術も開発した。また、金属触媒なしでもCNWを形成することができ、シリコン、シリコン酸化膜、ステンレス等様々な基板への成長を確認した。更に、成膜チャンバへ基板を傾けて設置することで、CNWを縞状に配向して成長させることにも成功した。
2.高密度カーボンナノチューブの創成
マイクロ波励起プラズマCVD法にて基板より垂直に配向成長した超高密度なカーボンナノチューブの成長に成功した。金属触媒であるコバルトをエキシマレーザアブレーション法にて基板へ付着させた。直径約6nmのカーボンナノチューブの密度は、コバルト触媒の堆積時間を変えることで制御することができた。カーボンナノチューブは、成長の初期3分間は、高速で成長し、その後成長速度は減少した。初期の成長段階での成長速度は300nm/sであった。
3.大気圧プラズマによるカーボンナノチューブの創成
マイクロ波励起熱非平衡大気圧プラズマ源を開発し、カーボンナノチューブの成長に応用した。基板温度600℃、使用ガスHe/H_2/CH_4とHe/H_2/CF_4にてマルチカーボンナノチューブの創成に成功した。
|
