産業技術総合研究所(産総研)の技術を幅広く紹介し、産総研シーズと企業ニーズのマッチングを図る情報サイト[テクノブリッジ On the Web]

ログイン

登録無料

会員登録

2016年

研究テーマ

材料・プロセス【ナノカーボン】

カーボンナノチューブの光学機器への応用
カーボンナノチューブの光学機器への応用3 次元物体表面へのカーボンナノチューブ直接成長法●● 大気中での簡単な表面処理により、 CNT 成長に必要な触媒の保護層を成膜●● 複雑形状かつ大型の 3 次元物体の表面に、 多層 CNT を成長させることが可能●● 次世代光学機器に使用する遮光材の開発や放射温度計測の高度化への貢献従来のCNT成膜法 ~2相触媒製膜式CVD法~1. スパッタ装置によるアルミ薄膜の製膜Arガス基板2. スパッタ装置による鉄薄膜の製膜3. 炭化水素の熱分解を利用したCVD法によるCNT成長ArガスAlAr粒子ブラスト処理表面の微細構造走査電子顕微鏡像アルミニウム分布CNTの成長温度@300~1000℃CNT2相触媒膜付き基板CxHx / H2混合ガスFeAr加熱炉Al ターゲット真空ポンプ(a)Fe ターゲット(b)100 nm真空ポンプ利点:触媒金属層の厚さを制御可能→単層/多層CNTの作り分けが容易欠点:複雑な3次元物体表面への成膜が不可高コスト/手間が掛かる← スパッタリング処理が必要凹凸部にナノメートル単位の大きさのアルミナ粒子が分散して定着CNTの電子顕微鏡画像今回のCNT成長法ステップ2:気相鉄触媒を利用したCVD法によるCNT成長有機鉄化合物(フェロセン)アルミナの不連続薄膜:触媒担持層圧縮空気源基材アセチレン& 窒素混合ガス(原料ガス)アルミナ粉体(射出速度:約140 m/s)ブラスト処理後W基板750℃でC2H2を熱分解Fe蒸気(触媒) CNTVCrHfTaZrNbCuWMoAgPdAuPt高倍率像IG-110GC-20SSZyrcaloy-4Type 304担持層付き基板加熱炉CNT成長後W基板200 μmCNTV500μm内面全体にCNTが成長したため突起が視認できなくなった。断面図WIG-110500μm500μm11分光放射率NormalSpectral EmissivityCNT成長CNTCNTCNT黒化面の放射率複雑な3次元物体表面(突起付きるつぼ内面)へのCNT成長実施例るつぼ内突起500 nm断面像利点:スパッタリング処理が不要分光放射率NormalSpectral Emissivityステップ1:粒子ブラスト処理による触媒担持層の成膜Ti0.9950.990.9850.98300可視波長域:0.99以上400500600700800900赤外波長域:0.98以上0.9950.990.9850.98Wavelength (nm)波長(nm)● 関連技術分野:遮光材、計測技術、コーティング、ナノ材料、カーボン材料● 連 携 先 業 種:製造業(精密機器)、製造業(化学)、製造業(金属製品)、製造業(電気機器)46810Wavelength (nm)波長(μm)1214