炭素ナノチューブの生成機構と電子物性の解明

阐明碳纳米管的形成机制和电子特性

• 批准号: 07750020
• 负责人: 秋田 成司
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750020/
• 关键词: フラーレン; カーボンナノチューブ; アーク放電; プラズマ発光分光分析; 電気泳動

炭素ナノチューブは、C_<60>を始めとするフラーレン類と同様に、炭素を不活性ガス中でアーク放電することで生成される。これの構造は、中空の1重または多重入れ子円筒で、炭素の取り得るユニークな構造として注目されている。孤立する一重構造のチューブには、バンドギャップがあることが理論的に示されており、非常に細い1次元的な半導体であることが予想されている。本研究の目的は、実験的に生成機構や電子物性を明確にする事である。1)生成機構炭素ナノチューブ生成時のアーク放電プラズマに対して、発光分光分析(OES)の空間分布の測定を行ってきた。陰極近傍の中性粒子の温度を発光分光分析の結果から求めると、5500K程度となる。この温度では陰極近傍においてプラズマ中では、炭素2量体は単量体の約20%である。一方、炭素イオンの温度は10000K以上と非常に高温で、炭素アーク放電中においては一種の非平衡状態であることを明らかにした。さらに、ある程度のイオンが存在する条件でナノチューブの収率が向上することを見出した。2)電子物性アーク放電によって生成した多層の炭素ナノチューブの電流-電圧特性および電流の温度依存性を、絶縁基板上に設けた数μmのギャップをもつアルミ電極上にアルコールなどにナノチューブ分散した物を滴下したものを試料とし測定した。これらの測定結果の中には、電流の温度依存性が活性化型の半導体的な性質を示すものがあり、その活性化エネルギーは50meV〜1eVと非常に幅広い。このような特性はこれまで実験で確認されたことが無い。また、乾燥中に電界を印加すると電界方向にナノチューブが配向する減少を見いだした。

碳纳米管是通过在非活动气体中的无活力中的电弧排放而产生的，例如富勒烯，例如C_ <60>。它的结构是空心的一个单个或多个圆柱体，并且吸引了人们作为可以碳化的独特结构的关注。从理论上讲，孤立的单个结构管具有带隙，预计将是一个非常薄的维半导体。这项研究的目的是阐明世代和电子特性实验。 1）在生产机理机理机理机理纳米管时，已经测量了光发射光谱（OES）的空间分布（OES）。如果根据光发射光谱仪的结果计算阴极附近的中性颗粒的温度，则将约为5500K。在这种温度下，在阴极附近，2个碳量约为单个身体的20％。另一方面，碳离子的温度很高，温度非常高10,000k或更高，并且在碳弧排放期间是一种非平衡。此外，他发现纳米管的产量在某些离子存在的条件下会增加。 2）由电子弧排放电压特性产生的多层碳纳米管的电流和对铝电极的当前温度依赖性在绝缘底物上，铝电极等，铝电极等。以样品的形式测量。其中一些测量结果表明，电流的温度取决于激活的半导体特性，其激活能量非常宽，从50 MeV到1EV。在实验中从未证实这种特征。另外，当干燥时施加电场时，在电场的方向上发现了纳米管的数量。