理化学研究所

加藤ナノ量子フォトニクス研究室

研究内容:単層カーボンナノチューブの化学気相成長

単層カーボンナノチューブの合成方法は色々なものがありますが、当研究室ではアルコールと触媒を用いた化学気相成長法を使用しています。金属微粒子を触媒として、高温に加熱したところにアルコールを流すと、あら不思議、単層カーボンナノチューブが合成されます。何を隠そう、当研究室の装置は、この手法を開発した丸山研究室 直伝で作製したものです。

CVD装置
カーボンナノチューブ合成用の化学気相成長装置。
カーボンナノチューブの走査型電子顕微鏡像
カーボンナノチューブの走査型電子顕微鏡像。中央の白いまだらの円状のものが触媒を配置した領域で、そこから放射状に糸のように伸びているものがカーボンナノチューブです。

この方法の利点は、基板上に触媒を置くことにより、直接カーボンナノチューブを合成できるところです。単層カーボンナノチューブは、全ての構成原子が表面にあるので、表面の状態にとても敏感です。合成直後のカーボンナノチューブは清浄な状態にあるので、電気特性や光学特性も優れているのです。もちろん、触媒を置いていないところからは生えてこないので、触媒を配置してカーボンナノチューブが必要なところにだけ合成することができます。