2002 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブから電界蒸発法により生成される新規炭素クラスターの探索

Research Project

Project/Area Number	13650025
Research Institution	Mie University
Principal Investigator	畑浩一三重大学, 工学部, 講師 (30228465)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	齋藤弥八三重大学, 工学部, 教授 (90144203)
Keywords	電気蒸発 / カーボンナノチューブ / フラーレン / 炭素クラスター / 質量分析法
Research Abstract	本研究は,現有設備の単収束磁場型質量分析計(Mass)を用いて,カーボンナノチューブ(CNT)から電界蒸発により生成される炭素クラスターの質量数を正確に同定し,これまで既に発見されているC_<20>^+の大量生成条件を調べると共に,高質量域での新規マジッククラスターの探索を行なうことを目的とした.平成13年度は,質量数同定の精度を上げるためにMassの排気系を総てオイルフリーなポンプに交換し,さらにガス導入系を増設した.そして,電界蒸発実験中のMass試料室内に高純度キセノンを導入し,その同位体の電界電離スペクトルをレファレンスとして同定を行った.その結果,作製方法および精製法の異なる7種類のCNT試料において,C_<20>^+はマジッククラスターとしては観測されず、新たにC_<29>^+およびC_<32>^+が,これら7種類のCNTに共通のマジッククラスターであることが判った.気相成長炭素繊維以外の未精製の試料では,炭化水素群C_mH_n^+(m≧10,1≦n<12)が検出された.C_<20>^+が観測されなかった理由は今なお不明であるが,排気系交換によりMass試料室内の到達圧力は1〜2桁向上しており,C_<20>^+の生成過程に真空槽内の雰囲気が強く影響しているものと思われる.平成14年度は,印加電界強度に対する各種イオン強度を測定し,C_<29>H_n^+およびC_<32>H_n^+が約5[V/nm]から生成され始めることが判った.測定後の試料から得られる電界放出顕微鏡像は,多くのリング状のパターンを示し,CNT先端で電界蒸発が起こり,先端が開いていると考えられる。本研究で得られた知見は、炭素系ネットワーク針状物質を陽極に用いることで、特定の質量数(C_<29>およびC_<32>)の炭素クラスターイオンビームを得る新しいイオン源開発の可能性を示すものである。

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] K.Hata, Y.Saito, Others: "Field-Evaporation of Magic Cluster Ions, C_<20>^+, from Carbon Nanotubes"Scripta Materialia. 44. 1571-1574 (2001)
[Publications] Y.Saito, R.Mizushima, K.Hata: "Field ion microscopy of multiwall carbon nanotubes : observation of pentagons and cap breakage under high electric field"Surf. Sci.. 499. L119-L123 (2002)
[Publications] Y.Saito, K.Hata, others: "Field emission of carbon nanotubes and its application as electron sources of ultra-high luminance light-source devices"Physica. B・323. 30-37 (2002)
[Publications] K.Hata, Y.Saito, others: "Field emission from multiwall carbon nanotubes in controlled ambient gases, H_2, co, N_2 and O_2"Ultramicroscopy. 95. 107-112 (2003)
[Publications] A.Takakura, K.Hata, others: "Energy distributions of field emitted electrons from a multi-wall carbon nanotube"Ultramicroscopy. 95. 139-143 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブから電界蒸発法により生成される新規炭素クラスターの探索

Principal Investigator

畑 浩一 三重大学, 工学部, 講師 (30228465)

Research Products

[Publications] K.Hata, Y.Saito, Others: "Field-Evaporation of Magic Cluster Ions, C_<20>^+, from Carbon Nanotubes"Scripta Materialia. 44. 1571-1574 (2001)

[Publications] Y.Saito, R.Mizushima, K.Hata: "Field ion microscopy of multiwall carbon nanotubes : observation of pentagons and cap breakage under high electric field"Surf. Sci.. 499. L119-L123 (2002)

[Publications] Y.Saito, K.Hata, others: "Field emission of carbon nanotubes and its application as electron sources of ultra-high luminance light-source devices"Physica. B・323. 30-37 (2002)

[Publications] K.Hata, Y.Saito, others: "Field emission from multiwall carbon nanotubes in controlled ambient gases, H_2, co, N_2 and O_2"Ultramicroscopy. 95. 107-112 (2003)

[Publications] A.Takakura, K.Hata, others: "Energy distributions of field emitted electrons from a multi-wall carbon nanotube"Ultramicroscopy. 95. 139-143 (2003)

畑浩一三重大学, 工学部, 講師 (30228465)