カーボンナノチューブ内部における 単層カーボンナノチューブの生成

摘要

次世代のナノ材料として注目されている単層カーボンナノチューブ（Single-Walled carbon nanotube，SWNT）を反応炉として使用し，ナノスケールでの材料の選択的合成を実現する試みがなされている．その代表的な例として，ピーポッドと呼ばれるフラーレンを充填したSWNTを熱処理することで，2層カーボンナノチューブ（double-Walled carbon nanotube，DWNT）が生成する技術が知られている．さらに，最近になってフェロセンを内包したSWNTに熱処理を施すことによってDWNTの合成が可能であることが報告されているこれらは，ナノスケール材料の物性制御に繋がり，今後の発展が期待される技術である．フェロセン由来のDWNTに対する詳細なラマン測定より，同一の外層SWNTに対して，フェロセン由来の内層SWNT の方がフラーレン由来のSWNTよりも直径が小さくなることが明らかとなっている．しかし，フェロセンを用いたカーボンナノチューブ内でのDWNTの合成機構に関する報告は未だにない．そこで，本研究ではフェロセン由来のDWNTの生成モデルを2種類提案し，それらのモデルに基づいた内層SWNT の生成過程を分子動力学法で解析することにより，フェロセン由来のDWNTの生成機構について検討した．