SiC表面上でのカーボンナノチューブ生成機構の解明と表面変性による生成の制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650028
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 内藤 正路 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60264131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠山 尚武 九州工業大学, 工学部, 助教授 (10039117) ; 生地 文也 九州共立大学, 工学部, 教授 (00093419)
• Keywords: 走査トンネル顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 表面変性 / シリコンカーバイド / 表面構造 / 水素吸着 / カーボンナノキャップ / 自己組織化

Research Abstract

カーポンナノチューブ(CNT)に関連した研究は、その物理的、化学的な性質を解明しようとする基礎的観点と電気素子としての応用的観点の双方からその重要性が認識され、最近数多くなされている。このような状況の中で、楠等はSiC(000-1)C面を加熱することにより高密度のCNTが形成されることを見出した。さらに興味深いことに、SiC(0001)Si一面(C面の裏側)ではCNTは生成されず、グラファイト層が形成される。C面でのCNT生成メカニズムやなぜSi面ではCNTができずグラファイト層ができるのかはまだわかっていない。したがって本研究では、CNTの初期生成過程を走査トンネル顕微鏡(STM)で観察し、CNTの生成メカニズムの解明を目指した。本年度は以下のような結果が得られた。
申請者は以前にSi表面上への水素吸着に関する研究を手がけ、水素吸着によってSi表面物性が変わるという興味深い現象を初めて見出した。このような表面変性というアイデアをSiC表面に適用し、CNT生成の自己組織的な制御を目指した。本研究ではSiC表面にレーザー照射を行った後1700℃で加熱を行い、そのときのCNT生成の観察を試みた。レーザー照射した表面ではCNT成長が見られず、レーザー照射がCNT成長を阻害することがわかった。しかし、実験条件にかなり依存することが予想されるので、さまざまな条件での実験が必要であろう。

Research Products

• [Publications] J.Takami: "STM and LEED observation of hydrogen adsorption on the 6H-SiC(0001)3x3 surface"Surface Science. 482-485. 359-364 (2001)
• [Publications] M.Naitoh: "An STM observation of the initial process of graphitization at the 6H-SiC(000) surface"Surface Review and Letters. (印刷中).