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カーボンナノチューブの製造方法及び製造装置 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P09P006443
整理番号 ShIP-7077N-IN06
掲載日 2009年9月4日
出願番号 特願2008-043304
公開番号 特開2009-196873
登録番号 特許第5335254号
出願日 平成20年2月25日(2008.2.25)
公開日 平成21年9月3日(2009.9.3)
登録日 平成25年8月9日(2013.8.9)
発明者
  • 井上 翼
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 カーボンナノチューブの製造方法及び製造装置 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要

【課題】簡単に垂直配向したカーボンナノチューブを製造することができるカーボンナノチューブの製造方法及び製造装置を得る。
【解決手段】CVD装置10は電気炉12を備えており、電気炉12内には石英管14が通されており、この石英管14の周囲にはヒータ16、熱電対18が設けられている。石英管14の一方には、ガス供給部22が接続されており、石英管14の他方には圧力調整バルブ23及び排気部24が接続されている。ガス供給部22、圧力調整バルブ23及び排気部24は制御部20によって制御される。排気部24により石英管14内を真空排気し、ヒータ16により石英管14内を触媒26が昇華する温度に昇温させてから、ガス供給部22によりアセチレンガス30を石英管14に流入させる。これにより触媒26とアセチレンガス30とが気相反応し石英基板28上にカーボンナノチューブが垂直配向する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブ(CNT)は、機械的強度が高い、軽い、電気伝導特性が良い、熱特性が良い、電界電子放出特性が良い等の特性を有することから、走査プローブ顕微鏡(SPM)の探針、電界放出ディスプレイ(FED)、の冷陰極、導電性樹脂、高強度樹脂、耐腐食性樹脂、耐摩耗性樹脂、高度潤滑性樹脂、二次電池や燃料電池の電極、LSIの層間配線材料、バイオセンサーなどへの応用が注目されている。



カーボンナノチューブの製造方法としては、例えばアーク放電法やレーザー蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等があり、特許文献1には、CVD法によりカーボンナノチューブを製造する技術が開示されている。



CVD法では、基本的には触媒金属と炭素源の炭化水素を共存させ、例えば650°C~1300°C程度のプロセス温度でカーボンナノチューブを合成させる。触媒粒子のサイズが小さいときには単層カーボンナノチューブ(SWNT)が得られる。触媒の種類、その支持の仕方(基板上や浮遊など)に多くのバリエーションがある。



例えば、平板状の基板上に触媒として鉄やアルミナ等の金属膜をスパッタリング等により形成し、これを電気炉内にセットして電気炉内を所定温度に昇温させた状態で、アセチレンや水素、アンモニア等がブレンドされたガスを電気炉内に流入させて触媒と化学反応させることにより、基板上にカーボンナノチューブを垂直配向させる技術がある。

【特許文献1】特開2006-265006号公報

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブの製造方法及び製造装置に係り、特に、平板状の基板に垂直配向するカーボンナノチューブの製造方法及び製造装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも一部の表面が酸化ケイ素である平板状の基板と塩化鉄とが載置された管内を排気するステップと、
前記管内を前記塩化鉄が昇華する所定温度に調整するステップと、
前記所定温度に調整されて前記塩化鉄が昇華した状態にある前記管内に炭化水素のガスを供給し、化学気相成長法により
前記基板上にカーボンナノチューブを垂直配向させるステップと、
を含むカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項2】
前記酸化ケイ素は石英であることを特徴とする請求項1記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項3】
前記炭化水素はアセチレンであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項4】
前記塩化鉄は、塩化第一鉄及び塩化第二鉄の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1~請求項3の何れか1項に記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項5】
少なくとも一部の表面が酸化ケイ素である基板と塩化鉄とが載置された管内を排気する排気手段と、
前記管内を前記塩化鉄が昇華する所定温度に調整する温度調整手段と、
前記所定温度に調整されて前記塩化鉄が昇華した状態にある前記管内に炭化水素のガスを供給し、化学気相成長法により前記基板上にカーボンナノチューブを垂直配向させるガス供給手段と、
を含むカーボンナノチューブの製造装置。
産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008043304thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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