4.2.3 1 Pa における ACCVD 合成
5.2 今後の課題
今 回 使 用 し た デ ィ ッ プ コ ー ト 法 に お け る 触 媒 金 属 濃 度 は ， 標 準 的 な ACCVD 合 成 に お い て 垂 直 配 向 単 層 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ 膜 の 長 尺 合 成 に 最 適 化 さ れ た 条 件 で あ っ た ． 触 媒 の 状 態 が 単 層 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の 成 長 に 影 響 を あ た え る と 考 え ら れ る た め ， デ ィ ッ プ コ ー ト 法 に お け る 触 媒 濃 度 ， ま た ， 触 媒 の 担 持 方 法 自 体 を 変 え ， 低 温 ・ 低 圧 状 態 で の 最 適 条 件 を 探 索 す る こ と で ， 更 な る 低 温 で の 単 層 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ 合 成 や 低 圧 で の 合 成 量 増 加 が 期 待 で き る ． 現 在 ， 合 成 圧 力 が 1 Pa 以 下 の 低 圧 に お い て は 合 成 量 が 少 な す ぎ ， ラ マ ン 分 光 装 置 に よ る 直 径 分 布 の 測 定 や ，TEM に よ る 観 察 が で き な い た め ， 合 成 量 を 増 や す こ と で ， 単 層/多 層 の 判 別 や ， 更 な る キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン が 可 能 と な る ． 以 上 の 改 良 を 加 え る こ と に よ り ， 直 径 の 細 い 単 層 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を 選 択 的 に 合 成 し ， カ イ ラ リ テ ィ 分 布 を 狭 め る こ と が で き る の で は な い だ か と 考 え ら れ る ．
謝 辞
丸 山 研 究 室 に 入 っ て 早 二 年 ， 気 が 付 け ば あ っ と い う 間 に 過 ぎ て し ま い ま し た ． 高 真 空 ACCVD 装 置 と い う 新 装 置 立 ち 上 げ に 関 わ れ た こ と は ， 非 常 に 幸 運 な 経 験 で ， 日 々 勉 強 に な る こ と が 多 か っ た で す ． 岡 部 君 ， 井 ノ 上 君 と ， 高 真 空 ACCVD チ ー ム が 今 後 丸 山 研 の 柱 と な っ て が ん ば っ て 頂 き た い で す ．
本 研 究 を お こ な う に あ た り ， 有 意 義 な ご 意 見 ， ご 指 導 を 頂 い た 丸 山 教 授 に 深 く 感 謝 致 し ま す ． 先 生 か ら 頂 い た ア ド バ イ ス は ， 常 に 私 の 考 え の 範 疇 を 一 歩 も 二 歩 も 先 を 行 っ て お り ， 先 生 の 考 え に 追 い つ こ う と 奔 走 す る な か で ， 少 し は 成 長 で き た の で は な い か と 思 い ま す ．
塩 見 講 師 に は ， 研 究 室 の 兄 貴 的 存 在 で 論 文 作 成 の 相 談 な ど で 度 々 お 世 話 に な り ま し た ．渡 辺 さ ん に は ，物 品 の 購 入 や ，学 会 の 手 続 き ，実 験 装 置 の 作 製 な ど ，様 々 な 場 面 で 助 け て 頂 き ま し た ． 実 験 装 置 見 学 の 際 に は ， 理 化 学 研 究 所 塩 川 先 任 研 究 員 ， 浅 倉 君 に お 世 話 に な り ， 装 置 作 製 の 上 で ， 非 常 に 参 考 に な り ま し た ． 東 京 理 科 大 学 千 足 助 教 に も ヒ ー タ ー の 作 成 の 折 ， 学 会 で お 会 い し た と き や ， メ ー ル な ど で 度 々 ア ド バ イ ス を 頂 き ま し た ．京 都 大 学 宮 内 さ ん に は ，PD と し て 丸 山 研 に 在 籍 さ れ て い た 際 ， 高 真 空 ACCVD チ ー ム の 相 談 役 と し て ， 生 活 面 か ら ， 研 究 ま で 常 に ア ド バ イ ス を 頂 き 感 謝 致 し ま す ．
ま た ， 本 研 究 を 進 め る 中 で 協 力 ， 検 討 し て 下 さ い ま し た 研 究 室 諸 氏 に 感 謝 致 し ま す ． 実 験 の 進 め 方 や ， 各 種 分 析 装 置 の 操 作 方 法 な ど ， 村 上 さ ん に は 常 に お 世 話 に な り ま し た ． 熱 設 計 な ど ， お 時 間 を 割 い て 教 え て 頂 き ， 熱 力 学 へ の 見 地 も 広 が り ま し た ． 思 え ば ， 丸 山 研 に 来 て 始 め て お 会 い し た 方 が エ リ ッ ク さ ん で し た ． 研 究 室 合 宿 の 前 日 と い う こ と で ， エ リ ッ ク さ ん 以 外 誰 も 居 ら ず ， 丸 山 研 に つ い て 流 暢 な 日 本 語 で 教 え て 頂 い た こ と が 懐 か し い で す ．実 験 装 置 の 作 製 や ，サ ー バ 管 理 ， 就 職 に つ い て な ど ， 様 々 な こ と で 桂 さ ん に は 一 番 お 世 話 に な り ま し た ． 何 で も 知 っ て い る だ け で な く ， 何 で も 自 分 で や っ て し ま う 姿 を 時 折 拝 見 し ， 桂 さ ん へ の 尊 敬 の 念 を 禁 じ え ま せ ん ． 卒 業 し て か ら も ， 困 っ た と き に は 相 談 に 乗 っ て 下 さ い ． シ ャ ン さ ん に は ，TEM の 撮 影 で 大 変 お 世 話 に な り ま し た ． シ ャ ン の 見 地 の 深 さ ， コ ミ ュ 力 の 高 さ は さ す が で す ．
僕 の 中 で ，大 川 君 は 常 に CVDを や っ て い た よ う な イ メ ー ジ が あ り ま す ．ま た ， い つ 話 し て も ， 物 事 を い ろ い ろ な 視 点 か ら 深 く 考 え て い る な と 感 じ ， コ ン サ ル に も 向 い て い た の で は な い か と 思 い ま す ． 今 後 ， 自 動 車 用 の ガ ラ ス の 低 コ ス ト 製 造 法 を 思 い つ い た 折 に は ， 真 っ 先 に 電 話 し て き て 下 さ い ． 伊 豆 君 ． 何 だ か ん だ 言 い
な が ら 毎 日 直 向 に 研 究 に 向 か っ て い る （ も し か す る と ○ ち ゃ ん ね る や ニ ○ ニ ○ 動 画 を 見 て い た だ け か も ？ ） 姿 に は ， い つ も 勉 強 さ せ ら れ ま し た ． 神 戸 は ， 私 が 関 西 で 京 都 に 次 ぐ 2 番 目 に 好 き な 都 市 で す の で ， 神 戸 を 満 喫 し て 下 さ い ． 岡 部 君 は 職 人 気 質 で ， 装 置 立 ち 上 げ か ら い ろ い ろ 助 か り ま し た ． 音 楽 な ど 自 分 の 好 き な こ と だ け で な く ， 興 味 が な い こ と に も 積 極 的 に 関 わ っ て い く と い い の で は な い か と 思 い ま す ．井 ノ 上 君 は 非 常 に 努 力 家 で ，実 直 に 実 験 に 取 り 組 ん で き た 姿 を 拝 見 し ， 密 か に 研 究 者 に 向 い て い る の で は な い か と 思 っ て い ま す ． 修 士 で は ， あ ま り 無 理 を し す ぎ な い よ う に 気 を 付 け て 下 さ い ． 岡 部 君 ， 井 ノ 上 君 と 後 輩 に 恵 ま れ ， 楽 し い 研 究 生 活 に な り ま し た ． 産 総 研 見 学 に 行 っ た 際 ， 松 尾 君 と 夜 遅 く ま で 話 し て い ま し た が ， 研 究 室 と は ま た 違 っ た 印 象 で 面 白 か っ た で す ． 来 年 か ら も っ と 自 を 出 し て い く と い い と 思 い ま す ． 昨 年 の 冬 期 か ら 来 た と い う こ と も あ り ， ツ ァ オ ペ イ さ ん ， ズ ン 君 ， 車 君 と は あ ま り 交 流 す る 機 会 が あ り ま せ ん で し た が ， 日 本 に も 慣 れ ， 研 究 室 を ま す ま す 盛 り 上 げ て い っ て 下 さ い ．
最 後 に ， 学 生 生 活 の 様 々 な 面 で 理 解 と 支 援 を し て 頂 い た 両 親 ， 祖 父 母 に 深 く 感 謝 致 し ま す ． 本 当 に あ り が と う ご ざ い ま し た ．
参 考 文 献
[1] H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O7Brien, R. F. Curl and R. E. Smalley, “C60:
Buckminsterfullerene”, Nature, vol. 318, pp. 162-163, 1985.
[2] S. Iijima, “Helical microtubles of graphitic carbon”, Nature, vol. 354, pp.
56-58, 1991.
[3] S. Iijima, and T. Ichihashi, “Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter”, Nature, vol. 363, pp. 603-605, 1993.
[4] R. Saito, G. Dresselhaus and M. S. Dresselhaus, “Physical properties of carbon nanotubes”, Imperial College Press, 1998.
[5] C. Journet, W. K. Maser, P. Bernier, A. Loiseau, M. Lamyde la Chapelle, S.
Lefrant, P. Deniard ,R. Leek and J. E. Fischerk, “Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric-arc technique”, Nature, vol.
388, pp. 756-758, 1997.
[6] A. Thess, R. Lee, P. Nikolaev, H. J. Dai, P. Petit, J. Robert, C. H. Xu, Y.H.
Lee, S. G. Kim A.G. Rinzler, D. T. Colbert, G. E. Scuseria, D. Tomanek, J. E.
Fischer and R. E. Smalley, “Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes”, Science, vol. 273, pp. 483-487, 1996.
[7] P. Nikolaev, M. J. Bronikowski, R. K. Bradley, F. Rohmund, D. T. Colbert, K.A. Smith and R. E. Smalley, ”Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide”, Chemical Physics Letters, vol. 313 pp. 91-97, 1999.
[8] H. Dai, A. G. Rinzler, P. Nikolaev, A. Thess, D. T. Colbert and R. E. Smalley,
“Single-wall nanotubes produced by metal-catalyzed disproportionation of carbon monoxide”, Chemical Physics Letters, vol. 260 pp. 471, 1996.
[9] J. H. Hafner, M. J. Bronikowski, B. R. Azamian, P. Nikolaev, A. G. Rinzler, D.
T. Colbert, K. A. Smith and R. E. Smalley, “Catalytic growth of single-wall carbon nanotubes from metal particles”, Chemical Physics Letters, vol. 296, pp. 195,1998.
[10] H.M. Cheng, F. Li, X. Sun, S.D.M. Brown, M.A. Pimenta, A. Marucci, G.
Dresselhaus and M.S. Dresselhaus, “Bulk morphology and diameter distribution of single-walled carbon nanotubes synthesized by catalytic decomposition of hydrocarbons”, Chemical Physics Letters, vol. 289, pp. 602, 1998.
[11] Y. Li, W. Kim, Y. Zhang, M. Rolandi, D. Wang and H. Dai, “Growth of single-walled carbon nanotubes from discrete catalytic nanoparticles of various sizes”, Journal of Physical Chemistry. B, vol. 105 pp. 11424, 2001.
[12] J.-F. Colomer, J.-M. Benoit, C. Stephan, S. Lefrant, G. Van Tendeloo and J.
B. Nagy, “Characterization of single-wall carbon nanotubes produced by CCVD method”, Chemical Physics Letters, vol. 345, pp. 11, 2001.
[13] Y. Murakami, S. Chiashi, Y. Miyauchi, M. Hu, M. Ogura, T. Okubo and S.
Maruyama, “Growth of vertically aligned single-walled carbon nanotube films on quartz substrates and their optical anisotropy”, Chemical. Physics. Letters, vol. 385, pp. 298, 2004.
[14] P. Nikolaev, M. J. Bronikowski, R. K. Bradley, F. Rohmund, D. T. Colbert, K.A. Smith and R. E. Smalley, ”Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide”, Chemical Physics Letters, vol. 313, pp. 91-97, 1999.
[15] S. Arepalli, P. Nikolaev, W. Holmes and C. D. Scott, “Diagnostics of laser-produced plume under carbon nanotube growth condition”, Applied Physics A, vol. 69, pp. 1-9, 1999.
[16] A. A. Puretzky, H. Schittenhelm, X. Fan, M. J. Lance, L. F. Allard Jr. and D.
B. Geohegan, “Investigation of single-wall carbon nanotube growth by time-restricted laser vaporization”, Physical Review B, vol. 65, pp.
245425-245433, 2002.
[17] R. Sharma and Z. Lqbal, “In situ observations of carbon nanotube formation using environmental transmission electron microscopy”, Applied Physics Letters, vol. 84, no. 6, pp. 990-992, 2004.
[18] T. Shiokawa, B.-P. Zhang, M. Suzuki and K. Ishibashi “Low pressure chemical vapor deposition of single-wall carbon nanotubes”, Jpn. J. Appl.
Phys., vol. 45, no. 23, pp. L605-L607, 2006.
[19] T. Shiokawa, H. Yoshida, M. Asakura and K. Ishibashi “Low-pressure alcohol chemical vapor deposition of single-wall carbon nanotubes with in situ catalyst deposition”, Jpn. J. Appl. Phys., vol. 47, no. 4, pp. 1978-1981, 2008.
[20] K. Tanioku, T. Maruyama and S. Naritshuka, “Low temperature growth of carbon nanotubes on Si substrates in high vacuum”, Diamond & Related Materials, vol. 17, pp. 589-593, 2008.
[21] S. Maruyama, R. Kojima, Y. Miyauchi, S.Chiashi, and M. Kohno,
“Low-temperarure synthesis of high-purity single-walled carbon nanotubes from alcohol”, Chem. Phys. Lett., vol. 360, pp. 229-234, 2002.
[22] Y. Murakami, Y. Miyauchi, S. Chiashi, and S. Maruyama, “Characterization of single-walled carbon nanotubes catalytically synthesized from alcohol”, Chem. Phys. Lett., vol. 374, pp. 53-58, 2003.
[23] Y. Murakami, S. Chiashi, Y. Miyauchi, and S. Maruyama, “Direct synthesis of single-walled carbon nanotubes on silicon and quartz-based systems”, Jpn.
J. Appl. Phys., vol. 43, pp. 1221-1226, 2004.
[24] Y. Murakami, Y. Miyauchi, S. Chiashi and S. Maruyama, “Direct synthesis of high-quality single-walled carbon nanotubes on silicon and quartz substrates”, Chem. Phys. Lett., vol. 377, pp. 49-54, 2003.
[25] Y. Murakami, S. Chiashi, Y. Miyauchi and S. Maruyama, “Direct synthesis of single-walled carbon nanotubes on silicon and quartz based systems”, Jpn. J.
Appl. Phys., vol. 43, no.3, pp. 1221-1226, 2004.
[26] M. Hu, Y. Murakami, M. Ogura, S. Maruyama and T. Okubo, “Morphology and chemical state of Co-Mo catalysts for growth of single-walled carbon nanotubes vertically aligned on quartz substrates”, Journal of Catalysis, vol.
225, pp. 230, 2004.
[27] H. Sugime, S. Noda, S. Maruyama and Y. Yamaguchi, “Multiple "optimum"
conditions for Co-Mo catalyzed growth of vertically aligned single-walled carbon nanotube forests”, Carbon, vol. 47, no. 1, pp. 234-241, 2009.
[28] 濱 口 宏 夫 ， 平 川 暁 子, ”ラ マ ン 分 光”, 学 会 出 版 セ ン タ ー, 1988.
[29] 大 成 誠 之 助, “固 体 ス ペ ク ト ロ ス コ ピ ー”, 裳 華 房, 1994．
[30] A. M. Rao, E. Richter, S. Bandow, B. Chase, P. C. Eklund, K. A. Williams, S.
Fang, K. R. Subbaswamy, M. Menon, A. Thess, R. E. Smalley, G. Dresselhaus and M. S. Dresselhaus, “Diameter-selective raman scattering from vibrational modes in carbon nanotubes”, Science, vol. 275, pp. 187-191, 1997.
[31] H. Kataura, Y. Kumazawa, Y. Maniwa, I. Umezu, S. Suzuki, Y Ohtsuka and Y.
Achiba, “Optical properties of single-wall carbon nanotubes”, Synthetic Metals, pp. 2555-2558, 1999.
[32] 日 本 電 子 顕 微 鏡 学 会 関 東 支 部 編, “走 査 電 子 顕 微 鏡 の 基 礎 と 応 用”, 共 立 出 版 株 式 会 社, 1983．
[33] 日 本 表 面 科 学 会 編, ”表 面 分 析 技 術 選 書 透 過 型 電 子 顕 微 鏡”,丸 善, 1999.
[34] 村 上 陽 一, 2005 年 1 月 撮 影 （JEOL 2000FX2 120 kV).
[35] 西 川 治, “走 査 型 プ ロ ー ブ 顕 微 鏡 STM か ら SPMへ”, 丸 善 株 式 会 社, 1998.
[36] 森 田 清 三, ”走 査 型 プ ロ ー ブ 顕 微 鏡 基 礎 と 未 来 予 想”, 丸 善 株 式 会 社, 2000．
[37] S. Suzuki, D. Takagi, Y. Homma, Y. Kobayashi, “Selective removal of carbon nanotubes utilizing low-acceleration-voltage electron irradiation damage,” Jpn.
J. Appl. Phys., vol. 44, no. 4, pp. L131-L135, 2005.
[38] 千 足 昇 平, “環 境 AFM 装 置 内 で の 単 層 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ 生 成 と そ の 場 ラ マ ン 測 定”, 東 京 大 学 博 士 論 文, 2006.
[39] G.-H. Jeong, S. Suzuki, Y. Kobayashi, A. Yamazaki, H. Yoshimura and Y.
Homma, “Effect of nanoparticle density on narrow diameter distribution of carbon nanotubes and particle evolution during cheminal vapor deposition growth”, J. Appl. Phys., vol. 98, pp. 124311, 2005.
[40] G.-H. Jeong, A. Yamazaki, S. Suzuki, Y. Kobayashi and Y. Homma,
“Behavior of catalytic nanoparticles during chemical vapor deposition for cabon nanotube growth”, Chem. Phys. Lett. vol. 422, pp. 83-88, 2006.
