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カーボンナノチューブ(CNT)は、電気伝導性、熱伝導性、機械的強度に優れており、電子放出材料、リチウム電池の負極材料、ナノコンポジットのみならず、ナノデバイスへの応用研究が進展している。我々がこれまでに開発してきた通電加熱法は、導電性を有する材料の通電加熱によって、ナノメートルサイズの結晶を成長させるものであり、種々の材料の結晶成長に有効な手法である。これまでに様々なCNTの合成方法が研究されているが、現在市販されているものは、いずれもg当たり数千円〜数万円の価格であり、CNTを実用材料とするためには低コスト化が渇望されている。通電加熱法を用いれば簡便な手法によりCNT、カーボンナノワイヤ、カーボンナノオニオン等の各種ナノカーボンの合成が可能であると考えられる。そこで、本研究では、各種ナノカーボンの新規大量合成技術の開発を目的として、通電加熱法によるナノカーボン材料の生成条件の調査および生成機構の解明を行っている。
本年度は、様々な条件下で炭化珪素線材を通電加熱することにより、ナノカーボン材料の合成を試みた。走査電子顕微鏡とエネルギー分散型X線分光分析装置を組み合わせた微細構造の観察、透過電子顕微鏡を用いた格子像の観察、ラマン分光分析装置による格子振動の解析等により、雰囲気圧を制御することにより、CNT、カーボンナノワイヤ、カーボンナノオニオン等のナノカーボンの生成を制御できることがわかった。
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