(57)【要約】【課題】  電子デバイス用材料などに利用可能な窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブとその製造方法を提供する。【解決手段】  Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５をグラファイト製の第２の坩堝８に入れて、第２の坩堝８を縦型高周波誘導加熱装置１に設置する。また、塩化アルミニウム粉末７を窒化ホウ素製の第１の坩堝６に入れて第２の坩堝８の上方に配置する。そして、不活性ガスを流しながら、塩化アルミニウム粉末７を９００℃〜９５０℃に昇温し、その後、不活性ガスの代わりにアンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを流しながら、１２００℃〜１２５０℃で１時間〜１．２時間加熱して、窒化アルミニウムナノチューブを合成する。次に、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を入れた第２の坩堝８を１５５０℃〜１６５０℃に１時間〜１．５時間加熱して、窒化アルミニウムナノチューブ上に窒化ホウ素膜を堆積させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノチューブ状の窒化アルミニウム内層と、該内層を被覆したナノサイズの窒化ホウ素外層と、から成ることを特徴とする、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブ。
【請求項２】
前記内層が厚さ１５ｎｍであり、前記外層が厚さ２ｎｍ〜３ｎｍであり、全体の外径が５０ｎｍ、長さが数μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブ。
【請求項３】
アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを流しながら塩化アルミニウム粉末を加熱して窒化アルミニウムナノチューブを合成し、
次に、上記混合ガスを流しながら、ホウ素と窒素と酸素とから成る化合物粉末を加熱して上記窒化アルミニウムナノチューブを窒化ホウ素膜で被覆することを特徴とする、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項４】
加熱炉に、塩化アルミニウム粉末と、ホウ素と窒素と酸素とを含む化合物粉末と、をそれぞれ配置し、
上記塩化アルミニウム粉末を、不活性ガスを流しながら９００℃〜９５０℃まで昇温した後、該不活性ガスをアンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに切り替え、上記塩化アルミニウム粉末を１２００℃〜１２５０℃の温度範囲でさらに加熱することによって、窒化アルミニウムナノチューブを合成し、
次に、上記混合ガスを流しながら上記ホウ素と窒素と酸素とを含む化合物粉末を１５５０℃〜１６５０℃の温度範囲で加熱することによって、上記窒化アルミニウムナノチューブを窒化ホウ素膜で被覆することを特徴とする、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項５】
前記不活性ガスの流量は、１００ｃｍ3 ／分〜２５０ｃｍ3 ／分の範囲であることを特徴とする、請求項４に記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項６】
前記不活性ガスとして、アルゴンガスを使用することを特徴とする、請求項４又は５に記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項７】
前記塩化アルミニウム粉末と前記化合物粉末との質量比は、１．５：０．５〜１．５：１の範囲とすることを特徴とする、請求項３〜６の何れかに記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項８】
前記窒化アルミニウムナノチューブを合成する際に加熱する時間は、１時間〜１．２時間の加熱時間の範囲であることを特徴とする、請求項３〜７の何れかに記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項９】
前記窒化アルミニウムナノチューブに前記窒化ホウ素膜を被覆する際に加熱する時間は、１時間〜１．５時間の加熱時間の範囲であることを特徴とする、請求項３〜８の何れかに記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項１０】
前記混合ガスのアンモニアガスと窒素ガスとの流量比は、１５０：５０〜２５０：１５０の範囲であることを特徴とする、請求項３〜９の何れかに記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【請求項１１】
前記混合ガスのアンモニアガスと窒素ガスとの総流量は、２００ｃｍ3 ／分〜４００ｃｍ3 ／分の範囲であることを特徴とする、請求項３〜１０の何れかに記載の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温用電子デバイス、オプトエレクトロニクス、電界発光等の分野に利用可能な、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化アルミニウムは放熱特性が良好であり、電子デバイスの基板、パッケージ材料、高温用材料、構造材料、耐火材料等に利用されている。また、窒化アルミニウムは、窒化ガリウムと格子定数が近似しているため、窒化ガリウムの結晶を成長させるときの基板としても有用である。
窒化アルミニウムのナノ粒子やナノワイヤーは、カーボンナノチューブを鋳型に用いて製造する方法（例えば、非特許文献１参照）、アルミニウムとアンモニアを加熱する方法（例えば、非特許文献２参照）、塩化アルミニウムと窒化リチウムをキシレン中で反応させる方法（例えば、非特許文献３参照）等により製造されている。
また、窒化アルミニウムナノチューブは、アルミニウム粉末をアンモニアガスと窒素ガスの雰囲気中で加熱する方法（例えば、非特許文献４参照）、アルミニウムと窒素をアークプラズマ中で反応させる方法（例えば、非特許文献５参照）で製造されている。
【０００３】
ところで、ナノチューブなどのナノ構造体は、体積に対する表面積の比が大きいことから、化学的に反応性に富み、酸化などにより劣化しやすい。そこでこの劣化防止のため、窒化ガリウムナノロッド、炭化珪素ナノワイヤー、ホウ酸アルミニウムナノワイヤー等に、化学的に不活性で安定した窒化ホウ素膜を被覆する方法（例えば、非特許文献６〜８参照）も知られている。
このような窒化ホウ素膜を被覆したナノロッドを得るには、従来、ナノチューブの鋳型を用いたり、触媒を用いて製造していた。
【０００４】
【非特許文献１】Ｙ．Ｚｈｕ  他、２００１年、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．、１３巻、３８９９頁
【非特許文献２】Ｃ．Ｘｕ  他、２００３年、Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．Ａ、１９８巻、３２９頁
【非特許文献３】Ｘ．Ｐ，Ｈａｏ  他、２００２年、Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ、２４２巻、２２９頁
【非特許文献４】Ｑ．Ｗｕ  他、２００３年、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１２５巻、１０１７６頁
【非特許文献５】Ｖ．Ｎ．Ｔｏｎｄａｒｅ  他、２００２年、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８０巻、４８１３頁
【非特許文献６】Ｗ．Ｑ．Ｈａｎ  他、２００２年、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８１巻、５０５１頁
【非特許文献７】Ｃ．Ｃ．Ｔａｎｇ  他、２００２年、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、１４巻、１０４６頁
【非特許文献８】Ｙ．Ｃ．Ｚｈｕ  他、２００３年、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、１５巻、１３７７頁
【０００５】
しかしながら、上記のようにして窒化ホウ素膜を被覆したナノロッドを製造しようとすると、鋳型や触媒を必要とするため製造工程が複雑となって、簡単に効率よく劣化しにくいナノロッドを得ることができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、化学的に安定し、ナノサイズの窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、鋳型を用いることなくかつ触媒なしで、簡単に効率よく合成することができる、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブの製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第一の目的を達成するために、本発明の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブは、ナノチューブ状の窒化アルミニウム内層と、この内層を被覆したナノサイズの窒化ホウ素外層と、から成ることを特徴とする。この構成において、好ましくは内層は厚さ１５ｎｍであり、外層が厚さ２ｎｍ〜３ｎｍであり、全体の外径が５０ｎｍ、長さが数μｍである。
上記構成によれば、窒化アルミニウムナノチューブが、ナノサイズの窒化ホウ素膜で被覆されているので、化学的に安定である。
【０００８】
上記第二の目的を達成するため、本発明の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムの製造方法は、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを流しながら塩化アルミニウム粉末を加熱して窒化アルミニウムナノチューブを合成し、次に、上記混合ガスを流しながら、ホウ素と窒素と酸素とから成る化合物粉末を加熱して上記窒化アルミニウムナノチューブを窒化ホウ素膜で被覆することを特徴とする。
また、具体的には、加熱炉に、それぞれ、塩化アルミニウム粉末を入れた坩堝と、ホウ素と窒素と酸素とを含む化合物粉末を入れた坩堝と、を配置し、不活性ガスを流しながら、塩化アルミニウム粉末を９００℃〜９５０℃まで昇温し、次いで該不活性ガスをアンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに切り替え、塩化アルミニウム粉末を１２００℃〜１２５０℃の温度範囲でさらに加熱することによって、窒化アルミニウムナノチューブを合成し、次に、混合ガスを流しながらホウ素と窒素と酸素とを含む化合物粉末を１５５０℃〜１６５０℃の温度範囲で加熱することによって、窒化アルミニウムナノチューブを窒化ホウ素膜で被覆することを特徴とする。
上記方法において、不活性ガスの流量は、好ましくは１００ｃｍ3 ／分〜２５０ｃｍ3 ／分の範囲とする。不活性ガスとしては、好ましくは、アルゴンガスを使用する。
また、前記塩化アルミニウム粉末と前記化合物粉末との質量比は、好ましくは、１．５：０．５〜１．５：１の範囲とする。
また、窒化アルミニウムナノチューブを合成する際に加熱する時間は、好ましくは、１時間〜１．２時間の加熱時間の範囲である。窒化アルミニウムナノチューブに窒化ホウ素膜を被覆する際に加熱する時間は、好ましくは、１時間〜１．５時間の加熱時間の範囲である。
混合ガスのアンモニアガスと窒素ガスの流量比は、好ましくは、１５０：５０〜２５０：１５０の範囲である。また、混合ガスのアンモニアガスと窒素ガスとの総流量は、好ましくは、２００ｃｍ3 ／分〜４００ｃｍ3 ／分の範囲である。
この方法により、窒化アルミニウムナノチューブを合成し、この表面に化学的に安定な窒化ホウ素膜が被覆する。この窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブは、上記の好ましい条件の下で、外層の窒化ホウ素の厚さが２ｎｍ〜３ｎｍ、内層の窒化アルミニウムの厚さが１５ｎｍで、窒化ホウ素膜が被覆された状態で、全体の外径が５０ｎｍ、長さが数μｍのサイズとしたものが得られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブ及びその製造方法に
よれば、触媒を使用しないで、窒化アルミニウムナノチューブを化学的に安定な窒化ホウ素膜で層状に被覆することができ、高温用電子デバイス、オプトエレクトロニクス、電界発光などに利用することができる。
また、この方法は、先ず第１段階として窒化アルミニウムナノチューブを合成し、次に第２段階として窒化アルミニウムナノチューブ上に窒化ホウ素膜を層状に被覆するという二段階に分けて合成を行っており、第２段階での加熱時間や混合ガスの各流量を調整することで、成長させる窒化ホウ素膜の層数を調整でき、結果として窒化ホウ素膜の厚みを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを製造する装置の一例を示す模式図である。この装置を例に製造方法を説明する。図において、縦型高周波誘導加熱装置１は、反応管２の周囲に、上部誘導加熱コイル３及び下部誘導加熱コイル４有している。そして、塩化アルミニウム粉末７を入れた第１の坩堝６と、ホウ素と窒素と酸素とから成る化合物（以下、適宜Ｂ−Ｎ−Ｏと呼ぶ）粉末５を入れた第２の坩堝８とを、それぞれ、反応管２の上部及び下部に配置している。
第１の坩堝６が上部誘導加熱コイル３で加熱され、また第２の坩堝８が下部誘導加熱コイル４で加熱される。矢印９は反応管２に供給されるガス、すなわち、不活性ガス、または、窒素ガスとアンモニアガスとの混合ガスを表している。
ここで、加熱装置には、高周波誘導加熱法を利用した高周波誘導加熱炉を用いるのが好ましいが、この場合、縦型に限らず横型でもよい。また、加熱装置は、高周波誘導加熱に限らず、第１の坩堝６、第２の坩堝８を加熱できるランプ加熱や抵抗加熱による加熱装置でもよい。
【００１１】
図１の装置を用いて、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを製造する方法を説明する。
初めに、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を作製しておく。Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５は、後に詳細に説明するが、例えばホウ酸とメラミンとから合成できる。
窒化ホウ素製の第１の坩堝６に塩化アルミニウム粉末７を入れて、第２の坩堝８の上方に配置する。Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５をグラファイト製の第２の坩堝８に入れ、この第２の坩堝８を縦型高周波誘導加熱装置１の中央部に設置する。
そして、縦型高周波誘導加熱装置１内を減圧にした後、アルゴンガスなどの不活性ガスを流しながら、第１の坩堝６を上部誘導加熱コイル３で加熱して昇温する。第１の坩堝６中の塩化アルミニウム粉末７が、所定の温度に達したら、不活性ガスをアンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに切り替えて、所定の流量ずつ流しながら、より高い温度状態を一定時間保持することにより、窒化アルミニウムナノチューブを合成する。
この後、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを流しながら、下部誘導加熱コイル４で、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を入れた第２の坩堝８を加熱する。この状態を一定時間保持することで、窒化アルミニウムナノチューブ上に窒化ホウ素膜を堆積させる。
以上の操作により、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを製造することができる。
【００１２】
ここで、第１の坩堝６に入れる塩化アルミニウム粉末７と第２の坩堝８に入れるＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５との質量比は、１．５：０．５〜１．５：１．０の範囲が好ましい。この範囲よりもＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５の量が多いと窒化ホウ素膜の厚さが所望の厚さよりも厚くなり、複合ナノチューブとしての全体の厚さが太くなるので好ましくない。逆に、この範囲よりもＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５の量が少ないと、窒化アルミニウムナノチューブの表面全体を窒化ホウ素膜で覆うことができない。
【００１３】
また、縦型高周波誘導加熱装置１内を減圧した後に流すアルゴンなどの不活性ガスの流量は、１００ｃｍ3 ／分〜２５０ｃｍ3 ／分の範囲が好ましい。２５０ｃｍ3 ／分の流量で十分に不活性雰囲気を保つことができるのでこれ以上の流量を流す必要はない。また、１００ｃｍ3 ／分未満の流量では、生成物中に酸素が不純物として混入するので好ましくない。
このとき、不活性ガスを流しながら加熱する際の温度は、９００℃〜９５０℃の範囲が好ましい。９５０℃よりも温度が高いと塩化アルミニウム蒸気の発生が過度に多くなり、系外へ逸散してしまうからである。逆に、９００℃よりも温度が低いと、塩化アルミニウムの蒸気が十分に生成しない。
【００１４】
また、窒化アルミニウムナノチューブを合成する際に流す混合ガスであるアンモニアと窒素ガスとの流量比は、１５０：５０〜２５０：１５０の範囲が好ましい。この流量比がこの範囲よりも多いと、窒化アルミニウムナノチューブではなく、窒化アルミニウムナノワイヤーやナノ粒子が合成される。逆に、上記流量比がこの範囲よりも少なくても、窒化アルミニウムナノチューブではなく、窒化アルミニウムナノワイヤーやナノ粒子が合成されるから好ましくない。
このとき、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスの総流量は２００ｃｍ3 ／分〜４００ｃｍ3 ／分の範囲が好ましい。この範囲よりも混合ガスの流量が多くても少なくても窒化アルミニウムナノワイヤーやナノ粒子が合成されるからである。
【００１５】
また、窒化アルミニウムナノチューブを合成する際、第１の坩堝６内の塩化アルミニウム粉末７を加熱するときの加熱温度は、１２００℃〜１２５０℃の範囲が好ましい。加熱温度が１２５０℃より高いと中空の窒化アルミニウムナノチューブが生成しないからである。逆に、加熱温度が１２００℃よりも温度が低いと、窒化アルミニウムナノワイヤーが生成されるからである。
このときの加熱時間は１時間〜１．２時間が好ましい。１．２時間で窒化アルミニウムナノチューブが十分成長するのでこれ以上の時間をかける必要はない。１時間未満の場合は窒化アルミニウムナノチューブの成長が完結しない。
【００１６】
また、窒化アルミニウムナノチューブの表面に窒化ホウ素膜を形成するために、第２の坩堝８内のＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を加熱するときの温度は、１５５０〜１６５０℃の範囲が好ましい。加熱温度が１６５０℃でＢ−Ｎ−Ｏ化合物の蒸気が十分に発生するので、これより高い温度に加熱する必要はない。逆に、加熱温度が１５５０℃未満では、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物の蒸気が十分発生しないので、窒化アルミニウムナノチューブの表面に窒化ホウ素膜を形成させることができない。
このときの加熱時間は１〜１．５時間の範囲が好ましい。１．５時間で窒化アルミニウムナノチューブの表面を覆う数層の窒化ホウ素膜が形成されるので、これより長い時間をかける必要はない。また、１時間未満の場合は、数層の窒化ホウ素膜を形成するのに十分ではない。
【００１７】
このような操作を施すことにより、先ず、ナノチューブ状に窒化アルミニウムナノチューブが内層として合成され、次に、窒化アルミニウムナノチューブの表面に外層として窒化ホウ素膜が堆積する。すなわち、外層の窒化ホウ素膜の厚さが２ｎｍ〜３ｎｍ、内層の窒化アルミニウムの厚さが１５ｎｍであり、被覆された状態のナノチューブ全体の外径が５０ｎｍ、長さ数μｍの、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを得ることができる。
【実施例】
【００１８】
次に、実施例に基づき詳細に説明する。
初めに、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末を次のようにして合成した。
１０００ｃｍ3 の水に０．４モルのホウ酸を１００℃で溶解し、この溶液に０．２モルのメラミンを徐々に添加した。添加終了後、沈殿した白色粉末を乾燥させ、さらに脱水するため空気中で５００℃、２時間加熱した。この後、窒素中で８００℃、１時間加熱して、化学式Ｂ4 Ｎ3 Ｏ2 Ｈで表される黄色の化合物粉末を得た。さらに、この黄色化合物粉末を空気中で６００℃、２時間焼成して酸素含有量の高い白色のＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を得た。
【００１９】
次に、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを、次のようにして合成した。
先ず、メラミンとホウ酸から合成した１．０ｇのＢ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５をグラファイト製の第２の坩堝８に入れ、この第２の坩堝８を縦型高周波誘導加熱装置１の中央部に設置した。
塩化アルミニウム粉末７（和光純薬工業（株）製、純度９９．９％）１．５ｇを、窒化ホウ素製の第１の坩堝６に入れて、この第１の坩堝６を第２の坩堝８の上方に配置した。そして、縦型高周波誘導加熱装置１内を１Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒに減圧した後、アルゴンガスを２００ｃｍ3 ／分の流量で流しながら、塩化アルミニウム粉末７を９５０℃に加熱した。この温度に到達したとき、アルゴンガスをアンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに切り換えて、２００ｃｍ3 ／分の流量のアンモニアガスと１００ｃｍ3 ／分の流量の窒素ガスとの混合ガスを流しながら、塩化アルミニウム粉末７を１２００℃で１．２時間加熱した。
この後、同じ流量の混合ガスを流しながら、Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末５を入れたグラファイト製の第２の坩堝８を１６００℃で１時間加熱した。
そして、上部誘導加熱コイル３近傍の反応管２の内壁、即ち、最初に上部誘導加熱コイル３で９２０℃〜９５０℃に加熱維持された反応管２の内壁に、暗灰色のウール状物質が０．２ｇ堆積した。
【００２０】
図２は、実施例で合成した堆積物のＸ線回折結果を示した図である。図の縦軸は、回折Ｘ線強度（任意目盛り）であり、横軸は角度（°）、すなわちＸ線の原子面への入射角θの２倍に相当する角度である。
図２において、（１１１），（２００），（２２０）の各ピークは、格子定数ａ＝０．４１２ｎｍ（４．１２オングストローム）を有する立方晶系の窒化アルミニウムに起因しており、（００２）のピークは、格子定数ａ＝０．２５０４ｎｍ、ｃ＝０．６６５６ｎｍを有する六方晶系の窒化ホウ素に起因している。この結果から、実施例で合成された堆積物は、立方晶系の窒化アルミニウムと六方晶系の窒化ホウ素とからなることが分かった。一方、元素分析の結果、アルミニウム４４．５ａｔｏｍ％、窒素４９．２ａｔｏｍ％、ホウ素５．５ａｔｏｍ％であった。
これから、実施例で合成した堆積物の大部分は、立方晶系の窒化アルミニウムであり、少量の六方晶系の窒化ホウ素を含むことが分かった。
【００２１】
図３は、実施例で合成した堆積物の低倍率透過型電子顕微鏡像を示す図である。図３に示す像では外側のほうが内部よりも暗く写っていることから、堆積物が中空のチューブ状構造であることが分かった。また、大部分のチューブは、長さが数μｍで、均一な５０ｎｍの外径を有し、壁の厚さが約１５ｎｍであることが分かった。
【００２２】
図４は、実施例で合成した堆積物の高分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。図４から、内層（ｗａｌｌ）により中空部（ｐｏｒｅ）が画成されており、内層の外周に窒化ホウ素膜からなる外層が一様に被覆されていることが分かる。また、外層の厚さが２ｎｍ〜３ｎｍであることが分かる。
【００２３】
図５は、実施例で合成した堆積物のうち外層及び内層（ｗａｌｌ）の部分を拡大した高
分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。図５から、外層は（００２）面の面間隔が０．３３ｎｍの六方晶系窒化ホウ素であることが分かる。
【００２４】
図６は、実施例で合成した堆積物のうち内層（ｗａｌｌ）及び中空部（ｐｏｒｅ）の部分を拡大した高分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。図６から、（２００）面および（０２０）面の直交するそれぞれの面の面間隔はいずれも０．２０６ｎｍを有し、内層は立方晶系の窒化アルミニウムであることが分かる。
【００２５】
図７は、実施例で合成した堆積物のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）による測定結果を示す図である。図の縦軸はＸ線強度（任意目盛り）を示し、横軸はＸ線のエネルギー（ｋｅＶ）を示している。図７のスペクトルから、一本のナノチューブは、アルミニウムとホウ素と窒素とからなることが分かる。
また、ナノチューブの内層においてはアルミニウムと窒素の原子比が１．０：１．０１であり、化学量論組成の窒化アルミニウムからなることが分かった。また、ナノチューブの外層においてはホウ素と窒素の原子比が１．０：１．０２であり、化学量論組成の窒化ホウ素からなることが分かった。
なお、図７に現れている銅のピークは試料を取り付けるために用いた銅グリッドに由来するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によれば、化学的安定性に優れ、ナノサイズの窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを、鋳型を用いることなく、かつ、触媒を使用しないで製造することができるので、簡単に効率よく合成することができる。また、窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブは、高温電子デバイス、光電子デバイス、電界発光などへに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブを製造する装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例で合成した堆積物のＸ線回折分析による測定結果を示す図である。
【図３】本発明の実施例で合成した堆積物の低倍率透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図４】本発明の実施例で合成した堆積物の高分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図５】実施例で合成した堆積物のうち外層及び内層（ｗａｌｌ）の部分を拡大した高分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図６】実施例で合成した堆積物のうち内層（ｗａｌｌ）及び中空部（ｐｏｒｅ）の部分を拡大した高分解能透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図７】実施例で合成した堆積物のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）による測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  縦型高周波誘導加熱装置
２  反応管
３  上部誘導加熱コイル
４  下部誘導加熱コイル
５  Ｂ−Ｎ−Ｏ化合物粉末
６  第１の坩堝
７  塩化アルミニウム粉末
８  第２の坩堝
９  アルゴンガス、または、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガス
【図１】
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【図２】
2006045032.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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