課題番号                ：S-19-NI-0043

利用形態                ：共同研究

利用課題名（日本語）    ：カーボンナノチューブと触媒のTEM観察

Program Title (English) ：TEM observation of carbon nanotube and catalyst

利用者名（日本語）      ：Kamal P. Sharma¹⁾, 浅香透²⁾, 丸山隆浩^1,3)

Username (English)     ：Kamal P. Sharma¹⁾, T. Asaka²⁾, T. Maruyama^{1, 3)}

所属名（日本語）        ：1) 名城大学ナノマテリアル研究センター, 2) 名古屋工業大学大学院, 3) 名城大学理工学部

Affiliation (English)  ：1) Nanomaterials Rsearch Center, Meijo University, 2) Nagoya Institute ofTechnology， 3) Department of Applied Chemistry, Meijo University

１．概要（Summary ）

単層カーボンナノチューブ（SWCNT）のエレクトロニクス応用には，直径が1 nm程度以下の細径の半導体型SWCNTの高効率生成が望まれている。我々のグループでは，Irを触媒に用いた化学気相成長（CVD）法により，直径が約1 nm程度以下の細径のSWCNTを高密度で垂直配向成長させることに成功している。しかし，なぜ，細径SWCNTが生成するのか，そのメカニズムについては不明な点が多い。本研究では，Ir触媒粒子の粒径と生成するSWCNTの直径の関係を調べるため，透過電子顕微鏡（TEM）観察を行った。

２．実験（Experimental）

Ir触媒は，パルスアークプラズマガン（アドバンス理工）を用いて，SiO₂メンブレンTEMグリッドに堆積させ，日本電子のJEM2010を用いてTEM観察を行った。また，エタノールを原料に用いたCVD法により，SWCNT成長を行ったあとの試料についてもTEM観察を行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）

図１(a)に成長実験後のSWCNTとIr粒子のTEM像を(b)にSWCNT成長前のSTEM像を示す。(a)の黒い部分がIr粒子で，やや不明瞭であるがSWCNTが成長している様子がわかる。また，(b)のSTEM像からは，Ir粒子の格子像が観測された。解析がまだ終わっていないが，Ir粒径はおおよそ1～3 nmの範囲に分布しているものと思われる。また，触媒粒子とSWCNT直径が同程度であると推察されるが，明確な結果を得るためには，より膜厚の薄いメンブレンのTEMグリッドを用いた実験が必要であると考えられる。

図１　(a)SWCNT成長後のIr粒子とSWCNTのTEM像，(b) Ir触媒粒子のSTEM像．

４．その他・特記事項（Others）

本実験の一部は，科学研究費補助金基盤研究（B），文部科学省研究ブランディング事業「新規ナノ材料の開拓と創製による名城大ブランド構築プログラム」の支援を受けました，TEM観察では，名工大の浅香透准教授のお世話になりました。ここに記して謝意を表します。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）

(1) T. Maruyama, International Symposium on Advanced Nanocarbon Materials ~Science, Technology and Application ~，令和元年１０月１８日.

(2) K. P. Sharma, D. Yamamoto, A. K. Aliza and T. Maruyama, International Symposium on Advanced Nanocarbon Materials ~Science, Technology and Application ~，令和元年１０月１８日.

６．関連特許（Patent）

なし