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グラフェンシートの製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P09P006562
掲載日 2009年5月1日
出願番号 特願2007-261188
公開番号 特開2009-091174
登録番号 特許第5470610号
出願日 平成19年10月4日(2007.10.4)
公開日 平成21年4月30日(2009.4.30)
登録日 平成26年2月14日(2014.2.14)
発明者
  • 橋本 明弘
出願人
  • 国立大学法人福井大学
発明の名称 グラフェンシートの製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 幅や長さ、膜厚の調整が容易で、かつ、大面積のグラフェンシートを簡単に製造できる方法を提供する。
【解決手段】 触媒金属層を形成した基板上に炭素含有ガスを供給してグラフェンシートを形成するグラフェンシートの製造方法であって、所定の性質を有する基板を準備する工程と、この基板の少なくとも一面に、少なくとも一つのライン状の触媒金属層を位置決めして形成する工程と、前記触媒金属層を形成した前記基板を容器内に収容するとともに、所定環境下で前記基板を加熱する工程と、前記基板の少なくとも前記触媒金属層を形成した面に、炭素含有ガスを供給する工程とを有し、前記触媒金属層の基板からの高さを、形成しようとするグラフェンシートの膜厚及び層数に応じた高さとした。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



グラフェンシートは、種々の優れた電気的、機械的及び熱的特性を有するため、エレクトロニクス分野や燃料電池の分野をはじめとして、広範な分野での利用が期待されている。このようなグラフェンは、グラファイトの表面から剥ぎ取ることで得ていた(例えば、非特許文献1参照)。

【非特許文献1】

lectric Field Effect inAtomically Thin Carbon Films(K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov p.666-669、特にp667の左欄2段落目参照) また、高配向のグラファイトを製造する方法については多数の提案がなされており、例えば、高分子フィルムを熱処理する方法(特許文献1,2参照)がよく知られている。

【特許文献1】

開2005-314168号公報

【特許文献2】

開2002-274827号公報

産業上の利用分野



本発明は、グラフェンシートの製造方法及びこの製造方法によって製造されるグラフェンシートに関し、特に、数百μmの幅や長さを越える大面積のグラフェンシートの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
触媒金属層を形成した基板上に炭素含有ガスを供給してグラフェンシートを形成するグラフェンシートの製造方法であって、
SiO

2

、Si

3

N

4

、Si ON、Si OF、BN、HSQ(Hydrogensilsesquioxane)、キセロゲル、エアロゲル、ポリナフタレン、非晶質カーボン
フッ化物(a-CF)、Si OC、MSQ又はブラックダイヤモンドのいずれかで形成又は表面がコーティングされた基板を準備する工程と、
この基板の少なくとも一面に、少なくとも一つのライン状の触媒金属層を位置決めして形成する工程と、
前記触媒金属層を形成した前記基板を容器内に収容するとともに、真空、不活性ガス又は水素ガスの雰囲気中で前記基板を加熱する工程と、
前記基板の少なくとも前記触媒金属層を形成した面に、炭素含有ガスを供給する工程とを有し、
前記触媒金属層の基板からの高さを、同一条件の下で基板を加熱し炭素含有ガスを供給した場合に前記基板の表面に形成されることのあるカーボンナノチューブの直径よりも小さくしたこと、
を特徴とするグラフェンシートの製造方法。

【請求項2】
前記基板の表面に、前記触媒金属層を離間して複数本形成したことを特徴とする請求項1に記載のグラフェンシートの製造方法。

【請求項3】
前記触媒金属層と触媒金属層との間に溝を形成し、この溝に沿って、一方の触媒金属層から成長したグラフェンシートと他方の触媒金属層から成長したグラフェンシートとを分離できるようにしたことを特徴とする請求項2に記載のグラフェンシートの製造方法。

【請求項4】
前記触媒金属層が、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、金(Au)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)及び銅(Cu)のいずれか一種の純金属又は二種以上を含む合金で形成されていることを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のグラフェンシートの製造方法。

【請求項5】
前記炭素含有ガスが、メタン(CH)、アセチレン(C)、エチレン(C)、エタン(C)、アルコール、二酸化炭素(CO)、一酸化炭素(CO)のいずれか一種の純ガス又は二種以上の混合ガスであることを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のグラフェンシートの製造方法。

【請求項6】
前記基板の表面を活性化処理したことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のグラフェンシートの製造方法。

【請求項7】
前記基板の表面に形成されたグラフェンシートを、転写用部材に転写して前記基板から取り出すことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のグラフェンシートの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007261188thum.jpg
出願権利状態 登録
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