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カーボンナノチューブの成長方法 コモンズ

国内特許コード P03A003257
整理番号 U2001P228
掲載日 2003年12月22日
出願番号 特願2002-084173
公開番号 特開2003-277033
登録番号 特許第3443646号
出願日 平成14年3月25日(2002.3.25)
公開日 平成15年10月2日(2003.10.2)
登録日 平成15年6月27日(2003.6.27)
発明者
  • 大野 雄高
  • 水谷 孝
出願人
  • 学校法人名古屋大学
発明の名称 カーボンナノチューブの成長方法 コモンズ
発明の概要 高品質なカーボンナノチューブを所望の位置に成長する。2種以上の異なる触媒金属層が積層された多層触媒金属パターンを、CVD法に供する前に加熱処理する。
従来技術、競合技術の概要 カーボンナノチューブは、炭素6員環が連なったグラファイトの一層を丸めた直径約数nmの円筒状の物質である。所望の構造のカーボンナノチューブを作り、これをつなげることができれば、ナノメートルサイズのデバイスが実現可能となるため、近年注目される素材の一つである。このようなカーボンナノチューブの成長方法としては、例えばアーク放電法及びCVD法があげられる。アーク放電法では、やや減圧下で、例えばアルゴン、水素等の雰囲気中、炭素棒の間に20V50A程度のアーク放電を行うと、炉の内側に煤として付着する物質の中にカーボンナノチューブが見られる。また、CVD法では、炭素源となる炭素化合物を500ないし1000℃で触媒金属微粒子と接触させることにより、カーボンナノチューブが得られる。しかしながら、これらの方法では、炉及び触媒に付着したカーボンナノチューブを含む粉塵を集めて精製する必要があり、また、これにより得られるものはカーボンナノチューブの束である。このため、カーボンナノチューブをトランジスタ等の電子素子に応用する場合に、基板上の所望の位置に単一のカーボンナノチューブを配置することは極めて困難であった。
産業上の利用分野 電子デバイスに応用が期待されるカーボンナノチューブの成長方法
特許請求の範囲 【請求項1】 基板上に、2種以上の異なる触媒金属層が積層された多層触媒金属パターンを形成する工程、及び該多層触媒金属パターンを加熱処理する工程、及び加熱処理された該多層触媒金属パターン上に、CVD法によりカーボンナノチューブを成長させる工程を具備するカーボンナノチューブの成長方法であって、前記多層触媒金属パターンは、コバルトを含有する触媒金属層と、白金、鉄、及びニッケルからなる群から選択される少なくとも1種を含有する触媒金属層との積層を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項2】 前記多層触媒金属パターンは、コバルトを含有する触媒金属層と、白金、鉄、及びニッケルからなる群から選択される少なくとも1種を含有する触媒金属層との積層からなることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項3】 前記多層触媒金属パターンは、白金を含有する触媒金属層とコバルトを含有する触媒金属層との積層を含むことを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項4】 前記多層触媒金属パターンは、白金を含有する触媒金属層とコバルトを含有する触媒金属層との積層からなることを特徴とする請求項2に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項5】 前記積層は、基板側から、白金を含有する触媒金属層、及びコバルトを含有する触媒金属層の順に設けられることを特徴とする請求項3または4に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項6】 前記多層触媒金属パターンは、少なくとも2つの独立した多層触媒金属層を含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項7】 前記多層触媒層は、アレイ状に形成されることを特徴とする請求項6に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項8】 前記加熱処理工程は、500ないし1000℃で行われる請求項1ないし5のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
【請求項9】 前記カーボンナノチューブを形成する工程は、熱CVD法またはプラズマCVD法を用いて行われることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの成長方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 表面処理
  • その他無機化学
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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