カーボンナノ構造体創成プラズマ中の分子状、原子状ラジカルの挙動解明

碳纳米结构的创建 阐明等离子体中分子和原子自由基的行为

• 批准号: 17760054
• 负责人: 高島 成剛
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760054/
• 关键词: カーボンナノウォール; カーボンナノチューブ; カーボンナノ構造体; プラズマプロセス; ラジカル; 吸収分光; 真空紫外; プラズマ; 分子状ラジカル; 原子状ラジカル

カーボンナノ構造体創成プラズマ中のラジカルの挙動解明を行い、下記の成果を得た。1.カーボンナノウォール創成プラズマ中の水素ラジカルおよび炭素ラジカル計測のための真空紫外吸収分光システムを構築した。2.カーボンナノ創成プラズマにおける水素ラジカルおよび炭素ラジカルの絶対密度計測を行った。圧力13.3Paから79.8Paの範囲で、炭素ラジカル絶対密度は4.0×10^<12>[cm^<-3>]で一定であり、圧力変化により変化はなかった。3.水素ラジカル絶対密度は、圧力13.3Paから39.9Paまで1.6×10^<12>[cm^<-3>]で一定であり、圧力53.2Paから79.8Paの範囲で増加し、圧力79.8Paで2.5×10^<14>[cm^<-3>]であった。4.水素ラジカル、炭素ラジカル絶対密度計測条件においてカーボンナノウォールの合成実験を行った。圧力範囲13.3Paから79.8Paにおいてカーボンナノウォールを合成することができた。しかし、ウォールの間隔に差異があり、13.3Paから79.8Paの圧力増加に伴い、ウォールの間隔は広くなった。5.カーボンナノウォールの成長速度は、圧力の増加に伴い減少した。6.圧力範囲13.3Paから79.8Paにおける水素ラジカル、炭素ラジカル絶対密度計測結果と合成されたカーボンナノウォールのウォール間隔及び成長速度より、水素ラジカルは、カーボンナノウォール最表面のF元素を引き抜く(エッチング)効果があり、カーボンナノウォール合成および形状制御に重要な役割を担っていることが明らかになった。

我们阐明了碳纳米结构生成等离子体中自由基的行为，并获得了以下结果。 1. 我们构建了真空紫外吸收光谱系统，用于测量碳纳米墙生成等离子体中的氢自由基和碳自由基。 2.我们测量了碳纳米产生的等离子体中氢自由基和碳自由基的绝对密度。在13.3Pa～79.8Pa压力范围内，绝对碳自由基密度恒定为4.0×10^<12>[cm^-3>]，不随压力变化而变化。 3.氢自由基绝对密度从压力13.3Pa到39.9Pa恒定为1.6×10^ 12 [cm ^ -3 ]，从压力53.2Pa增加到79.8Pa，并且在压力79.8Pa增加。 2.5×10^<14>[cm^<-3>]。 4.在氢自由基和碳自由基绝对密度测量条件下进行了碳纳米墙的合成实验。在13.3Pa至79.8Pa的压力范围内成功合成了碳纳米墙。然而，壁之间的距离存在差异，随着压力从13.3Pa增加到79.8Pa，壁之间的距离变得更宽。 5.碳纳米墙的生长速率随着压力的增加而降低。 6.从13.3Pa～79.8Pa压力范围内氢自由基和碳自由基的绝对密度以及合成的碳纳米墙的壁间距和生长速率的测量结果来看，氢自由基将最外层的F元素拉出碳纳米墙的表面（蚀刻）），并被发现在碳纳米墙的合成和形状控制中发挥着重要作用。

项目成果

Development of Measurement Technique of Absolute Carbon Atom Densities in Reactive Plasma Processes Using Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy

反应等离子体过程中真空紫外吸收光谱绝对碳原子密度测量技术的发展

• 发表时间: 2006
• 作者: H.Sasaki; S.Takashima; M.Hori
• 通讯作者: M.Hori