二段階温度成長法によるカーボンナノオニオンからの極低欠陥カーボンナノチューブ成長量増大効果

摘要

カーボンナノチューブ(CNT)の欠陥低減?高結晶性化はキャリア輸送特性などCNTデバイス性能の向上の基礎となる。そのためのアプローチとして有望な高温での化学気相成長（CVD)法は、金属触媒を用いたプロセスでは成長核の凝集などのため困難であった。そこで我々は、ナノダイヤモンドの高温加熱で得られ、1000°C以上でも安定な炭素ナノ粒子（カーボンナノオニオン、CNO）を成長核とした高温でのCNT成長プロセスの検討を進めてきた。これまでに、CNOはCNT成長核としての活性があり、条件の最適化により極低欠陥CNT(I(G)/I(D)～300)が得られること、水を添加した場合の成長挙動解析からCNT成長量は駆動力の高い条件での核形成密度で決まることを見出した。本研究では、さらにCNT成長量を向上させるため、高駆動力の低温で核形成を行った後で昇温し、低欠陥CNT成長が期待される高温で定常成長を行うという二段階成長法を検討した。