課題番号 ：S-16-SH-0009
利用形態 ：共同研究型
利用課題名（日本語） ：カーボンナノチューブの成長機構の解析
Program Title (English) ：Analysis of Carbon nanotube Growth
利用者名（日本語） ：諏訪順之
Username (English) ：N. Suwa
所属名（日本語） ：新光電気工業株式会社
Affiliation (English) ：SHINKO ELECTRIC INDUSTRIES Co., Ltd.

１．概要（Summary ）
カーボンナノチューブ(CNT)の成長機構の解析は広範な産業分野への応用に不可欠である。本利用者は、平成27年度も利用課題（S-15-SH-0033）により、CNT成長時に触媒粒が20nm以上に凝集する効果を確かめた。本年はこれをさらに制御すべく課題申請を行ったが、改善された構造の試料の分析には至らなかったため、昨年度の計測データを補足する鉄触媒の成長レートを測定し、凝集する触媒の形状について検討を加えた。

２．実験（Experimental）
信州大学設置「精密触媒制御ナノカーボン合成・解析装置」を利用した。
平成27年度利用時と同様に、島状となった触媒の形状を帯電効果を避けてSTM観察するために表面に堆積したFe膜の膜厚を同定するため、このときと同様のFeセル温度（1300℃）、同様および2倍の製膜時間（3600s及び7200s）にてFe膜の堆積を行い、真空装置外に取り出して膜厚を計測した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
測定結果を条件とともに表１に記載する。基板回転を行なっていないため、周辺部では成長レートは大きくばらつくが基板中央（2インチのサンプルホルダの中心から１ｃｍ以内）であれば、ほぼ均一な成長レート（1時間に13 nm程度）が得られた。
STMによる実験は基板中央でのみで3600sにて行っていたためFe膜厚は13nmであることが分かった。その際に粒径の変化がこれより大きい20nm以上となり、観測された粒径の増大にはFe蒸着の問題は少なく、ＣＮＴ成長を模した昇温プロセスによるものであることが確認された。

表1　測定データ
K-cell温度（Fe） 1300 ℃
Beam flux 1.1×10－6 Pa
計測データ（7200s）
中心部 24±4 nm
周辺部 11～48 nm（平均25nm）
計測データ（3600s）
中心部 14±2 nm
周辺部 7～22 nm（平均13nm）
決定成長レート 13 nm/h

４．その他・特記事項（Others）
実験は、信州大学ミョータンテイ助教、橋本佳男教授によって行われた。また、膜厚分析に協力いただいた長野高専百瀬成空准教授に感謝する。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし

６．関連特許（Patent）
なし