| 研究課題/領域番号 |
18310086
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料・ナノバイオサイエンス
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| 研究機関 | 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所 |
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研究代表者 |
小林 慶裕 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (30393739)
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| 研究分担者 |
本間 芳和 東京理科大学, 理学部, 教授 (30385512)
吉村 英恭 明治大学, 理工学部, 教授 (70281441)
前田 文彦 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (70393741)
鈴木 哲 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (00393744)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 構造制御 / 触媒 / フェリチン / CVD成長法 / ラマン分光法 / その場観察 / structure control |
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| 研究概要 |
結晶基板上カーボンナノチューブ(CNT)成長の研究では、フェリチン類をサイズ制御触媒として用い、サファイア基板上での配向成長機構を追究した。同一基板内に結晶性表面領域とアモルファス表面領域を形成した場合や異なる面方位の結晶性表面を形成した場合の成長様式の解析から、配向成長が先端成長機構で進行することを明らかにした。この結果は走査電子顕微鏡を用いた成長過程その場観察での配向成長の挙動でも裏付けられた。カイラリティ評価法に関連して、ラマン分光法によるCNTのCVD成長過程その場測定を実施した。CNTのカイラリティに敏感なRBM信号強度の成長時間依存性から成長カイネティクスの詳細な解析に成功した。結晶基板上成長のその場観察を試みたが、装置上の制約から測定可能な成長条件に到達できなかった。現在、制約を解消する装置改造を進めている。
清浄真空雰囲気でのCNT成長の検討では、ガスソースMBE装置を用いた低圧力(1〜10^<-2>Torr)条件下での真空一貫プロセスによるCNT成長とCNT成長表面でのその場X線光電子分光測定を推し進めた。CNTが成長した表面でのその場X線光電子分光の結果からCo触媒は成長条件において金属性を保っていること、Fe触媒は高温成長条件では酸化物となっていることなど成長制御につながる触媒の化学状態解析に成功した。
成長触媒制御関連では、合成直後では3-5nm程度の径のフェリチン微粒子から蒸発法を用いてより小さな径のナノ微粒子形成方法を確立し、CNT径と触媒サイズの相関を解析した。1nm径以下の触媒微粒子による径制御実現の可能性を示した。従来成長触媒として不活性とされてきた金・銀・銅などの貴金属ナノ粒子やSi、Ge、SiCなどの半導体ナノ微粒子を触媒として単層CNTを成長することに成功した。この結果を基に、カイラリティ制御に結びつく新たな成長機構の提案を行った。
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