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METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING CARBON NANOTUBE meetings foreign

Patent code P09P006443
File No. ShIP-7077N-IN06
Posted date Sep 4, 2009
Application number P2008-043304
Publication number P2009-196873A
Patent number P5335254
Date of filing Feb 25, 2008
Date of publication of application Sep 3, 2009
Date of registration Aug 9, 2013
Inventor
  • (In Japanese)井上 翼
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人静岡大学
Title METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING CARBON NANOTUBE meetings foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method and an apparatus for manufacturing a carbon nanotube, in each of which the carbon nanotube oriented vertically can be manufactured easily.
SOLUTION: A CVD (chemical vapor deposition) apparatus 10 has an electric furnace 12. A quartz tube 14 is made to pass through the electric furnace 12. A heater 16 and a thermocouple 18 are arranged on the periphery of the quartz tube 14. A gas supply part 22 is connected to one end of the quartz tube 14 and a pressure regulating valve 23 and an exhaust part 24 are connected to the other end of the quartz tube 14. The gas supply part 22, the pressure regulating valve 23 and the exhaust parts 24 are controlled by a control part 20. The quartz tube 14 is evacuated by the exhaust part 24, the inside of the evacuated quartz tube 14 is heated by the heater 16 to the temperature at which a catalyst 26 is sublimed and acetylene gas 30 is made to flow in the heated quartz tube 14 from the gas supply part 22 to react the catalyst 26 with the acetylene gas 30 in the gas phase and orient the carbon nanotube vertically on a quartz substrate 28.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008043304thum.jpg
State of application right Registered
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