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 研究内容

■プラズマCVDを用いたナノ構造材料創製とナノ電子源への応用
 プラズマテクノロジーを活用したナノサイズ電子源あるいはナノサイズ蛍光体の作製を目的として研究を進めています。これまでにナノ電子源用カーボンナノチューブの作製において、ナノサイズ触媒クラスターを用いた新規CVD装置を提案し、直径数ナノメートルのカーボンナノチューブが作製できることを実証しました。また、並行してプラズマCVDにおけるイオンエネルギー制御の効果を調べる研究を進めており、これまでに基板加熱を行わずに触媒クラスターから直接ナノチューブを低温成長させる可能性を示す初期実験結果が得られています。また、触媒クラスターの更なる微細化およびナノ蛍光体の作製を行うため、新しくレーザーアブレーション用実験装置を導入し、研究を進めています。また、電子源材料としてナノ結晶ダイヤモンド薄膜に関する研究も並行して行っています。これまでに作製したナノチューブおよびナノ結晶ダイヤモンド薄膜において良好な電子放出特性が得られており、さらに優れた特性のナノ構造材料作製を目指して研究を進めています。  


図3. 触媒クラスターのTEM画像


図4. CNTのFE-SEM解析画像
図3に示したようなナノサイズ触媒クラスターを用いたプラズマCVDにより、ナノチューブの直径を2〜4nmに細線化できることを示しました。(図4)
また、図5は基板にバイアス電圧の極性を変化したときのカーボンナノチューブのFE-SEM写真を示しています。負のバイアス電圧を印加することにより左図のように垂直配向カーボンナノチューブの合成が可能であることを示しました。


図5. カーボンナノチューブのFE-SEM写真
(左図:バイアス電圧-600V印加、右図:バイアス電圧+500V印加)
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