(57)【要約】【課題】  カーボンナノチューブの生成方法には様々な方法が開発されてきたが、いずれも生成したナノチューブの正確な本数を知ることが難しく、所望の位置に所望の本数のチューブを形成する方法や装置は開発されていない。【解決手段】  各々が離間している複数の微細構造体を含む反応領域に反応ガスを流し前記微細構造体間で橋を架けるようにカーボンナノチューブを生成・成長させる成長ステップと、検知手段（例えば、カンチレバーを用いた力センサーなど）を使用して、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも１つの物性の変化（橋を架けたときの微小な物性変化、例えば、機械的な物性または光学的な物性など）を計測する計測ステップと、前記計測した物性変化に基づき、カーボンナノチューブの生成・成長を制御する成長制御ステップと、を含むカーボンナノチューブ製造方法を提供する。【選択図】    図１
2005206432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブ製造方法であって、
各々が離間している複数の微細構造体を含む反応領域に反応ガスを流し前記微細構造体間で橋を架けるようにカーボンナノチューブを生成・成長させる成長ステップと、
検知手段を使用して、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも１つの物性の変化を計測する計測ステップと、
前記計測した物性変化に基づき、カーボンナノチューブの生成・成長を制御する成長制御ステップと、
を含むカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記検知手段は、力センサー、電気抵抗計測器、光てこ方式測定器、及びラマン分光光度計、のうちのいずれか１つ或いはこれらの複数を組み合わせたものである、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項３】
請求項１また２に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記微細構造体は微小振動カンチレバーを含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
静電気アクチュエータまたはピエゾアクチュエータを使用して外部から前記微小振動カンチレバーに振動を与える振動ステップをも含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記微小振動カンチレバーが複数あり各々が異なる共振周波数を持ち、前記振動ステップで外部から与える振動の周波数を、所望の微小振動カンチレバーの共振周波数に応じて調整する、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記反応領域を大規模に集積し、前記反応領域に対する加熱、反応ガスの流量、電界のうちの少なくとも１つを前記反応領域別に制御するステップをも含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記反応領域に対する加熱は、局所だけを照射して加熱するスポットランプヒータ、または抵抗加熱によるヒータを用いる、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記大規模に集積された反応領域の各々は、MEMS技術によって基板に形成された複数の微小流路の各々に設けられたものである、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記反応領域の各々には、異なる向きから複数の微小流路が接続されており、前記微小流路別に前記反応ガスの流れを調整することによって、前記反応領域を流れる前記反応ガスの方向を制御して前記カーボンナノチューブの生成・成長の方向を制御するステップをも含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記生成・成長したカーボンナノチューブの各々が所望のものであるか否かを前記計測した物性変化に基づき判定する判定ステップと、
前記判定ステップで所望のものでないと判定されたカーボンナノチューブのみに、前記微細構造体に設けた電極を介して電流を供給して焼き切る、或いは、所望のものでないと判定されたカーボンナノチューブが形成されている前記反応領域のみに酸素を流し焼き切るステップと、を含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載のカーボンナノチューブ製造方法において、
前記カーボンナノチューブの生成・成長は非酸化性雰囲気下で行われる、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
【請求項１２】
カーボンナノチューブ製造装置であって、
各々が離間している複数の微細構造体を収容するチャンバーを支持するチャンバー支持手段と、
前記チャンバーに結合され、カーボンナノチューブ原料ガスを含む反応ガスを前記チャンバーに流すガス供給手段と、
検知手段を使用して、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも１つの物性の変化を計測する計測手段と、
前記計測した物性変化に基づき前記ガス供給手段を制御する制御手段と、
を具えるカーボンナノチューブ製造装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のカーボンナノチューブ製造装置であって、
前記チャンバー内の前記複数の微細構造体を加熱する少なくとも１つの加熱手段、及び／または、前記複数の微細構造体のいずれかに結合されている少なくとも１つの電極を介して前記チャンバー内の前記複数の微細構造体に電界を与える電界供給手段、をも具え、
前記制御手段は、前記計測した物性変化に基づき前記加熱手段、及び／または、前記電界供給手段をも制御する、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のカーボンナノチューブ製造装置において、
前記検知手段は、力センサー、電気抵抗計測器、光てこ方式測定器、及びラマン分光光度計、のうちのいずれか１つ或いはこれらの複数を組み合わせたものである、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ製造装置において、
前記微細構造体は微小振動カンチレバーを含む、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のカーボンナノチューブ製造装置において、
外部から前記微小振動カンチレバーに振動を与える静電気アクチュエータまたはピエゾアクチュエータをも具える
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のカーボンナノチューブ製造装置において、
前記微小振動カンチレバーが複数あり各々が異なる共振周波数を持ち、前記外部から与える振動の周波数を、所望の微小振動カンチレバーの共振周波数に応じて調整するように前記電気アクチュエータまたは前記ピエゾアクチュエータ制御する制御手段をも具える、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在までカーボンナノチューブの生成方法には様々な方法が開発されてきたがいずれも生成したナノチューブの正確な本数及びできたチューブの性質を知ることが極めて難しく、所望の位置に所望の本数のチューブを形成する方法や装置は開発されていない。
例えば、ナノチューブ生成の従来技術としては、高温（１０００度以上）で行う方法や装置が多数開発されている。さらに、従来技術として本願発明者の1人である丸山茂夫他によって低温（約６００度）でのナノチューブ生成方法（非特許文献１、２、３）が開発されている。
【非特許文献１】丸山茂夫著、「アルコールを用いた低温CVDにより成長するナノチューブ（実験とシミュレーション）」、結晶成長学会誌（2002）、30巻、４号、32-41頁
【非特許文献２】丸山茂夫著、「アルコールを使った単層カーボンナノチューブの合成技術」、工業材料（2003）、51巻、1号、38-41頁
【非特許文献３】丸山茂夫他著、「アルコールを用いた低温CCVD法による単層カーボンナノチューブの低温高純度生成」、日本機械学会論文集(B編)（2003）、69巻、680号、918-924頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上述した既存のナノチューブ製法における諸課題や欠点などを克服した製造方法及び製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
各々が離間している複数の微細構造体を含む反応領域に反応ガスを流し前記微細構造体間で橋を架けるようにカーボンナノチューブを生成・成長させる成長ステップと、
検知手段（例えば、カンチレバーを用いた力センサーなど）を使用して、生成したチューブが接触することとなる前記複数の微細構造体のうちの少なくとも１つの物性の変化（橋を架けたときの微小な物性変化、例えば、機械的な物性または光学的な物性など）を計測する計測ステップと、
前記計測した物性変化に基づき、ガスの供給を調整してカーボンナノチューブの生成・成長を制御する成長制御ステップと、
を含むカーボンナノチューブ製造方法である。
【０００５】
本発明によれば、検知手段によって生成・成長したナノチューブの本数やその性質（例えば導電性や長さなど）を正確に把握しながら、即ち製造したチューブをモニタリングしながら製造を行うことができるため、所望の位置に所望の本数のチューブを形成することが容易になる。
例えば、カーボンナノチューブをわたらせる（架橋する）べき微細構造AとBの双方、もしくは一方に物性の変化の検知手段をとりつけ、ナノチューブの成長をモニタリングし、モニタリング結果に基づきAとBの聞にわたるチューブが好ましい本数に達した時点で生成を中止することで、好ましい本数のナノチューブを渡すことができる。
本発明によれば、好ましい位置に好ましい本数のカーボンナノチューブを成長させることができることから、ナノチューブを利用した各種センサや、電界効果トランジスタ・光学結晶などの各種デバイスに応用できる。
【０００６】
また、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記検知手段は、力センサー（微小振動カンチレバー式の力センサーなど）、電気抵抗計測器、光てこ方式測定器、及びラマン分光光度計、のうちのいずれか１つ或いはこれらの複数を組み合わせたものである、
ことを特徴とする。
本発明によれば、力センサーを用いる機械的な方法では、生成されたカーボンナノチューブが導電性であるか半導体であるかに関わらず機械的特性の計測ができる。一方、電気抵抗を計測すれば、半導体のナノチューブが何本、導体が何本というように本数を特定できる。よって、これらの各種計測器による複数の物性変化の計測によって、太さや導電性などカーボンナノチューブの種類と本数を正確に把握しながらナノチューブを製造することが可能になる。
【０００７】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記微細構造体が微小振動カンチレバーを含む、
ことを特徴とする。
本発明によれば、微小振動カンチレバーは、チューブ生成に伴う微小な刺激（即ちチューブの橋架け）によって微小に物性を変化させるため、形成されたチューブの長さ、本数、性質などを非常に高精度に計測することが可能となる。
なお、カンチレバーの素材としてはシリコンが好適であるが、一般的なナノチューブ生成方法である１０００℃では、シリコンの機械的特性の測定は困難であった。しかしながら、例えば、前述した丸山によるアルコールを用いた低温CCVD法によれば約６００℃の低温でナノチューブを生成できるため、この温度はシリコンの弾性変形の領域（７００℃以下であることが望ましい）に入っており、十分にカンチレバーの微小な物性変化を測定し得る。従って、本方法では、シリコン製のカンチレバーを具える微細構造体を用いる場合は、これを含む反応領域を約６００℃から約７００℃の範囲に制御する温度制御ステップを設けることことが好適である。
【０００８】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
静電気アクチュエータまたはピエゾアクチュエータを使用して外部から前記微小振動カンチレバーに振動を与える振動ステップをも含む、
ことを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記微小振動カンチレバーが複数あり各々が異なる共振周波数を持ち、前記振動ステップで外部から与える振動の周波数を、所望の微小振動カンチレバーの共振周波数に応じて調整する、
ことを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記反応領域を大規模に集積し、前記反応領域に対する加熱、反応ガスの流量、電界のうちの少なくとも１つを前記反応領域別に制御するステップをも含む、
ことを特徴とする。
本発明によれば、所望の性質のチューブを所望の本数だけ大量に生産することが可能となる。例えば、架橋したい構造体がある反応領域のみを加熱することで、当該領域のみを活性化し、それ以外の部分にナノチューブができないようにすることもできる。また、架橋したい構造体間に電界をかけることにより、ナノチューブの成長方向を制御することもできる。
【００１１】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記反応領域に対する加熱は、局所だけを照射して加熱するスポットランプヒータ、または抵抗加熱によるヒータを用いる、
ことを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記大規模に集積された反応領域の各々は、MEMS技術によって基板に形成された複数の微小流路の各々に設けられたものである、
ことを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記反応領域の各々には、異なる向きから複数の微小流路が接続されており、前記微小流路別に前記反応ガスの流れを調整することによって、前記反応領域を流れる前記反応ガスの方向を制御して前記カーボンナノチューブの生成・成長の方向を制御するステップをも含む、
ことを特徴とする。
即ち、反応ガスの流れの向きに沿ってナノチューブが成長する傾向があるため、成長させたい方向にガスを流すことで、所望の向きでチューブを作成することが可能となる。
【００１４】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記生成・成長したカーボンナノチューブの各々が所望のものであるか否かを前記計測した物性変化に基づき判定する判定ステップと、
前記判定ステップで所望のものでないと判定されたカーボンナノチューブのみに、前記微細構造体に設けた電極を介して電流を供給して焼き切る、或いは、所望のものでないと判定されたカーボンナノチューブが形成されている前記反応領域のみに酸素を流し焼き切るステップと、を含む、
ことを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法は、
前記カーボンナノチューブの生成・成長は非酸化性雰囲気下で行われる（例えば、前記反応領域に水素を含むアルゴンガスを流す）、
ことを特徴とする。
本発明によれば、酸化を防止することによって微小構造体の酸化反応による機械的特性や光学的特性の変化を防止することができ、それゆえに物性変化の検知誤差を最小限に抑えることが可能となる。
【００１６】
さらにまた、本発明の変形例として、ナノチューブ生成中に熱と酸素による酸化反応などによる微小カンチレバーの機械的特性を考慮して（加熱によってシリコン表面が酸化シリコンに変わる）温度と経過時間から機械的特性の数値を計算によって補正しながら行うことも可能である。
【００１７】
上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する製造装置としても実現され得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
例えば、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
各々が離間している複数の微細構造体を収容するチャンバーを支持するチャンバー支持手段と、
前記チャンバーに結合され、カーボンナノチューブ原料ガスを含む反応ガスを前記チャンバーに流すガス供給手段と、
検知手段を使用して、前記複数の微細構造体のうちの少なくとも１つの物性の変化を計測する計測手段と、
前記計測した物性変化に基づき前記ガス供給手段を制御する制御手段と、
を具える。
【００１８】
また、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
前記チャンバー内の前記複数の微細構造体を加熱する少なくとも１つの加熱手段、及び／または、前記複数の微細構造体のいずれかに結合されている少なくとも１つの電極を介して前記チャンバー内の前記複数の微細構造体に電界を与える電界供給手段、をも具え、
前記制御手段は、前記計測した物性変化に基づき前記加熱手段、及び／または、前記電界供給手段をも制御する、
ことを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
前記検知手段は、力センサー、電気抵抗計測器、光てこ方式測定器、及びラマン分光光度計、のうちのいずれか１つ或いはこれらの複数を組み合わせたものである、
ことを特徴とする。
【００２０】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
前記微細構造体は微小振動カンチレバーを含む、
ことを特徴とする。
【００２１】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
外部から前記微小振動カンチレバーに振動を与える静電気アクチュエータまたはピエゾアクチュエータをも具える
ことを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
前記微小振動カンチレバーが複数あり各々が異なる共振周波数を持ち、前記外部から与える振動の周波数を、所望の微小振動カンチレバーの共振周波数に応じて調整するように前記電気アクチュエータまたは前記ピエゾアクチュエータ制御する制御手段をも具える、
ことを特徴とする。
さらにまた、本発明によるカーボンナノチューブ製造装置は、
前記チャンバー内を約６００℃から約７００℃の範囲に制御する温度制御手段をも具える、
ことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、諸図面を参照しつつ本発明の実施態様を詳細に説明する。
図１は、本発明によるカーボンナノチューブ製造方法で使用する製造装置の基本的な構成を示す構成図である。図に示すように、外部から光学的な観察が可能な真空チャンバ（石英管）１、この真空チャンバ内の互いに対向する２つのカンチレバー（微細構造体）を設けた反応領域３（詳細は図２、及び図３に示す。）、この反応領域を加熱してチューブ成長を促進させるスポットランプヒーター５、真空チャンバ１の片側に結合されている反応ガス供給手段７、もう一方の側に結合され反応ガスを回収すると共にチャンバを減圧する真空ポンプ９、チューブ生成・成長を観察するための対物レンズ１１、アルゴンレーザ１３、光学フィルタ１５、及び分割フォトダイオード１７を具える。
反応ガス供給手段７は、ナノチューブの原料としてアルコール蒸気（炭素源）などの主に炭素と水素からなる反応ガスのみならず、アルゴン、水素ガスを流すこともできる。希ガスや水素などの非酸化性雰囲気は、酸素反応による反応領域の部材、例えばカンチレバーやナノチューブの変質を防ぐためのものである。反応領域３を加熱しながら反応ガスを供給すると、１つのカンチレバーの先端から他方のカンチレバーに向かってチューブの生成・成長がはじまる。そして、他方のカンチレバーにチューブがわたった、即ち、双方の部材間で橋を架けたときに、カンチレバーの機械的な特性や位置、及び光学特性などが変化する。これらの物性変化をカンチレバー方式の力センサー（カンチレバー部以外は図示せず）、或いは、アルゴンレーザ、光学フィルタ、分割フォトダイオードの光学系による光てこ方式の微小な位置変位などの測定をする測定システムによって測定する。測定された物性値の変化に応じて、ガスの供給を停止したり、加熱を強め成長を促進させたりなどすることができる。
【００２４】
図２は、本発明によるナノチューブ製造方法で使用する真空チャンバ（石英管）の断面図である。図に示すように、カーボンナノチューブを生やす反応領域２０には、微細構造体であるカンチレバー２２ａ，２２ｂが互いに向き合うように置かれている。一方のカンチレバー２２ａには、静電気アクチエータが結合されており、振動を与えることができるようになっている。図に示すように、チューブ生成中にこのカンチレバー２２ａの微小な物性変化、例えば光学的振動などを計測する。
本構成では、光学的振動計測（光てこ）の光学系を使用する。この光学系は、主としてレーザスポット照射部２４と分割フォトダイオードを用いた計測部２６からなる。適宜光学フィルタ２８を入れて、成長促進用のスポットランプヒータからの熱線と区別できるようにする。同じ光源をラマン吸収の測定にも用いることができるが、ラマン吸収測定用の光源、測定装置を別に設置することもできる。
【００２５】
カンチレバーは生成、即ち測定したい本数に応じて構造体間の距離、各構造体の機械的な共振振動数を適宜変更することもできる。多量に成長させたいところでは感度を低く、少数成長させたいところでは高く設定することが好適である。カンチレバーは片側のみの物性変化を計測できれば良いが、架橋すべき相手となるカンチレバーに振動計測手段が設けても良い。外部より振動を与える手段としては、静電アクチュエータ・ピエゾアクチュエータなどがある。静電アクチュエータ３０は動かしたい構造体であるカンチレバーと基板などの間に電圧をかけて、静電気力でアクチュエーションを行う。ピエゾアクチュエータも同様に反応管の内部に設置することができる。外部から振動場を与えて、その振動に対して共振するカンチレバーを計測対象とすれば、内部にアクチュエータを置かなくても良くなる。例えば、反応用の石英管を外部から様々な周波数で振動させることができる。また、各微細構造体には電極（図示せず）を設け、その電極を用いて抵抗測定器３２で抵抗変化を測定したり、静電アクチユエータ３０で微細構造体に振動を与える。電極は、チタンやクロムなど、カーボンナノチューブの精製に影響を与えない材料のみを使って作ることが好適である。
【００２６】
図3は、本発明によるナノチューブ製造方法で使用する一対の微細構造体の斜視図である。図に示すように、微細構造体４０aと４０ｂとはカンチレバー４１ａと４１ｂとが互いに対向して反応領域に置かれる。このカンチレバー４１ａと４１ｂとの間にナノチューブが形成される。微細構造体４０ａ，４０ｂは、シリコンでできたカンチレバー４１ａ、４１ｂ、絶縁膜４３ａ，４３ｂ、及び絶縁膜とカンチレバーを支持するシリコンでできた基板４５ａ，４５ｂの３層構造体である。カンチレバーが物性変化を精度良く拾う（感度を上げる）ために、カンチレバーは非常に薄い板状の成形されている。また、同様に精度を高くするためにカンチレバーの片持ち梁の部分をできるだけ長くすることがで好適である。カンチレバーと基板との間に電圧を印加すると、カンチレバーは薄いため上下に振動するが、チューブ生成中にこの振動を各種センサーで計測し、チューブ製造の状況を把握する。本実施態様で示したカンチレバー４１ａ、４１ｂは、５μｍほど離間しており、計測中はレバー４１ａを上下に１．５μｍほど振動させる。また、レバーの先端部の寸法は、長さ１７０μｍ、幅１０μｍ、厚さ２μｍである。そして、レバーの元の機械的物性は、ばね定数ｋ＝０．７[N/m]、共振周波数ｆ＝９０ｋHzである。そして、ナノチューブが橋を架けたときの物性の変動値は、チューブの種類、性質、長さによって異なるが本条件では、一本のチューブあたり約Δｋ＝０．００４[N/m]、Δｆ＝２７０Hz程度あり、既知のセンサーで十分測定し得るものである。
【００２７】
図４は、本発明によるナノチューブ製造方法で使用する反応領域を多数集積させた製造装置の斜視図である。
図に示すように、MEMS技術によって基板５０に複数の微小流路５２ａ，５２ｂ，５２ｃを設ける（便宜上３つの流路にしたが実際には多数の流路を設ける）。これらの微小流路には、それぞれ、個別に流量を制御可能なガス供給手段５４ａ．５４ｂ，５４ｃを設ける。また各微小流路には、複数の微細構造体（図示せず）を具えた反応領域５６ａ，５６ｂ，５６ｃがある。また、各反応領域を個別に加熱することができるスポットランプヒータ５８ａ，５８ｂ，５８ｃを設ける。スポットランプヒータは、スポットの焦点を移動することで、反応領域中の特定の部分（特定のカンチレバーのみ）を局所的に加熱することができる。これらはアレイ状に並べても良いし、ヒータの照射点を外部から制御してもよい。また、ランプの代わりに各反応領域に抵抗器（図示せず）を設けて抵抗加熱を行っても良い。また微小抵抗器のアレイを使うことができる。このように、本発明は、アレイ状に複数の流路を配置し各々において反応ガスや加熱の制御ができるような装置を利用することも可能である。図では省略されているが、流路上面は透明な石英板などで密閉することもできる。なお、微小流路は、成長を行いたい基板と一体構造でも良い。或いは、成長が終了したら、その後取り去れるような別部品でも良い。上記ガス供給手段は、反応ガスの主成分であるアルコールガスのみならず、アルゴンガス・水素ガス・酸素ガスなどすべてのガスについて使える。また、流路には適宜バルブなどの流量制御手段が集積されており、成長中に計測した物性変化の数値に応じて、その状態を変化させることができる。
【００２８】
図５は、本発明によるナノチューブ製造方法で使用する反応領域の変形例を示す概略図である。図のＡに示すように、複数の微細構造体を含む１つの反応領域６０には、異なる向きから複数の微小流路が接続されている。これら微小流路は、ガス供給用としての流入口６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、排出用として排出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃを設ける。各流路にバルブを設け、例えば、流入口６２ａ及び排出口６２ａの一対のバルブのみを開放すれば、点線の矢印のように1方向にガスが流れ、この流れに沿ってナノチューブが形成されるため、所望の方向にチューブを形成することが可能となる。図のＢは、反応領域６０を拡大したものであるが、図に示すように、反応領域６０は、左側に複数の微細構造体群があり、これらに対向するように複数の微細構造体群を設けてある。先の例のように、矢印の方向にガスを流した場合は、ナノチューブ６６ａ，６６ｂのようにガスの流れる方向にチューブが生成・成長する。わたった（橋をかけた）チューブの長さによって各微小構造体の振動物性の数値が異なるため、所望の組み合わせでチューブが形成したか否かを容易かつリアルタイムで把握することができる。また、同様の原理で複数の電極を反応領域（カンチレバー）のまわりを囲むように配置して、電界をかける方向を所望の向きに設定すれば、所望の向きにチューブを成長させることも可能である。
【００２９】
本明細書では、様々な実施態様で本発明の原理を説明してきたが、本発明は上述した実施例に限定されず、当業者であれば幾多の変形および修正を施すことが可能であり、これら変形および修正されたものも本発明に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるカーボンナノチューブ製造方法で使用する製造装置の基本的な構成を示す構成図である。
【図２】本発明によるナノチューブ製造方法で使用する真空チャンバ（石英管）の断面図である。
【図３】本発明によるナノチューブ製造方法で使用する一対の微細構造体の斜視図である。
【図４】本発明によるナノチューブ製造方法で使用する反応領域を多数集積させた製造装置の斜視図である。
【図５】本発明によるナノチューブ製造方法で使用する反応領域の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  真空チャンバ（石英管）
３  反応領域
５  スポットランプヒーター
７  反応ガス供給手段
９  真空ポンプ
１１  対物レンズ
１３  アルゴンレーザ
１５  光学フィルタ
１７  分割フォトダイオード
２０  反応領域
２２ａ，２２ｂ  カンチレバー
２４  レーザスポット照射部
２６  計測部
２８  光学フィルタ
３０  静電アクチュエータ
３２  抵抗測定器
４０ａ，４０ｂ  微細構造体
４１ａ，４１ｂ  カンチレバー
４３ａ，４３ｂ  絶縁膜
４５ａ，４５ｂ  基板
５０  基板
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ  微小流路
５４ａ．５４ｂ，５４ｃ  ガス供給手段
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ  反応領域
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ  スポットランプヒータ
６０  反応領域
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ  流入口
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  排出口
６６ａ，６６ｂ  ナノチューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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