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 研究内容

■カーボンナノチューブを用いたナノサイズ電極の作製とその応用
 近年では様々な分野において、ナノテクロジーが注目されおり、その更なる発展が望まれています。Chemical Vapor Deposition (CVD)やエッチングなどのプロセスをナノスケールで行うためには、ナノスケール放電場を形成する必要があります。そこで図1のように、金属ウイスカーの先端軸方向にカーボンナノチューブ(CNT)を孤立成長させることでナノサイズ針状電極を作製し、そのCNT電極を用いてナノスケール放電場の形成を試みています。
 金属ウイスカーの作製では、直径30μmのタングステン(W)ワイヤーを図2のように、水酸化ナトリウム(NaOH)電解液でエッチングすることで、先端の曲率半径数100nmのWウイスカーを作製しました。そこに鉄(Fe)、ニッケル(Ni)等を蒸着し、電界バイアスを利用したCVD法により垂直なCNTを成長させ、真空中での電界電子放出特性、ガス中でのI-V特性の測定を行いました。


図1. ウイスカー先端へのCNTの孤立成長


図2. Wウイスカー作製の概略
 図3は、エッチングにより作製したWウイスカーの走査型電子顕微鏡(SEM)写真(倍率:2,000倍)です。このウィスカーの表面にカーボンナノチューブ合成の触媒となる金属膜もしくは微粒子を固定し、先端部にカーボンナノチューブを形成します。


図3. 先端を針状にエッチングしたタングステンウィスカー
 図4は、ウイスカー上にニッケル(Ni)を触媒として合成したカーボンナノチューブのSEM写真(倍率:40,000倍)です。ウイスカー軸方向に垂直なカーボンナノチューブが成長している様子が確認できます。


図4. Wウイスカー表面に成長したCNTのSEM写真(触媒:Ni)

詳細資料(PDFファイル: 209 kB)

【文責:石川智一-修士1年 (2007.2.14)】
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