プラズマ化学反応を利用したカーボンナノチューブの制御成長

利用等离子体化学反应控制碳纳米管的生长

基本信息

批准号：
15654081
负责人：
林康明
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度開発を行った熱フィラメント支援RFプラズマCVD法において単層カーボンナノチューブ作製効率の増大を図ることを主な目的とし、作製条件最適化、触媒金属源となるフェロセン導入方法の改良、プロセスモニタリングと制御などを実施した。フェロセンの導入方法で、昨年度は真空装置外部に蒸発槽容器を置くようにしたが、今年度はさらに効率的なフェロセンの蒸発と導入を行うため、蒸発槽を試験管形状の円筒形にしてその周囲をマントルヒーターで覆うようにした。その結果、少量のフェロセンの量でこれまでと同等の炭素粉末が得られるようになった。また、真空反応槽内でカーボンナノチューブ成長反応領域が中心部の窓から観測し易い場所に来るように、ガス導入とフィラメント設置の位置などを変更・改造した。この結果、カーボンナノチューブなどを含む微粒子雲の生成や挙動が、熱フィラメントからの放射光の散乱によって観察できるようになった。また、フェロセン蒸発槽容器が一定以上の温度になると散乱光による微粒子の生成が確認されるようになり、これから、フェロセンの蒸発量を制御することで、より効率的な単層カーボンナノチューブの作製ができるようになった。一方、TE-TMモード変換器を用いたマイクロ波プラズマによる単層カーボンナノチューブ作製装置を設計・製作した。しかし、上の実験に多くの時間を割いたため、本装置を用いた単層カーボンナノチューブ成長の確認には至らなかった。

本财年的主要目的是利用去年开发的热丝辅助射频等离子体CVD方法提高单壁碳纳米管的生产效率，包括优化生产条件、改进引入二茂铁作为催化金属源的方法、并改进了过程。去年，我们在真空设备外部放置了一个蒸发罐来引入二茂铁，但今年，为了更有效地蒸发和引入二茂铁，我们将蒸发罐改为圆柱形试管形状，周围覆盖了罩子。加热器。其结果是，能够以少量的二茂铁获得与现有方法同等的碳粉末。此外，还改变和修改了气体引入和灯丝安装的位置，使得碳纳米管生长反应区域位于从真空反应器的中心窗口容易观察到的位置。因此，现在可以通过散射来自热丝的同步加速器辐射来观察含有碳纳米管的微粒云的形成和行为。此外，当二茂铁蒸发槽的温度达到一定水平时，由于散射光而形成细颗粒已被证实，从现在开始，通过控制二茂铁蒸发量，可以更有效地生产单壁碳纳米管将成为可能。另一方面，我们使用TE-TM模式转换器使用微波等离子体设计并制造了单壁碳纳米管制造装置。然而，由于我们在上述实验上花费了大量的时间，我们无法确认使用该装置的单壁碳纳米管的生长。