(57)【要約】ナノカーボン製造装置（１７３）において、製造チャンバー（１０７）内に平面鏡（１６９）および放物面鏡（１７１）を設ける。ＺｎＳｅウインドウ（１３３）を透過したレーザー光源（１１１）からの出射光を、平面鏡（１６９）および放物面鏡（１７１）において反射させ、さらに放物面鏡（１７１）において集光した後、グラファイトロッド（１０１）の表面に照射する。
2004113225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトターゲットと、
前記グラファイトターゲットを収容する室と、
前記室の一部に設けられた窓部と、
前記窓部を介して前記グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、
前記光の照射により前記グラファイトターゲットから蒸発した炭素蒸気より発生するナノカーボンを回収する回収部と、
前記窓部と前記グラファイトターゲットとの間に介在する遮蔽部材と、
を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載のナノカーボンの製造装置において、
前記窓部と前記遮蔽部材との間に、前記光を前記グラファイトターゲットの前記表面に導くための光学部材を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載のナノカーボンの製造装置において、前記光学部材が反射部材を含むことを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項４】
グラファイトターゲットと、
前記グラファイトターゲットを収容する室と、
前記室の一部に設けられた窓部と、
前記窓部を介して前記グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、
前記光の照射により前記グラファイトターゲットから蒸発した炭素蒸気より発生するナノカーボンを回収する回収部と、
前記窓を透過した透過光を反射させ、前記グラファイトターゲットの表面に導くための反射部材と、
を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材と前記グラファイトターゲットとの間に介在する遮蔽部材をさらに備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項６】
請求の範囲第３項乃至第５項いずれかに記載のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材が集光作用を有することを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項７】
請求の範囲第３項乃至第６項いずれかに記載のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材が放物面鏡であることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項乃至第７項いずれかに記載のナノカーボンの製造装置において、円筒状の前記グラファイトターゲットを保持するとともに該グラファイトターゲットを中心軸周りに回転させるターゲット保持手段を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項９】
請求の範囲第１項乃至第８項いずれかに記載のナノカーボンの製造装置において、前記ナノカーボンがカーボンナノホーン集合体であることを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ナノカーボンの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、ナノカーボンの工学的応用が盛んに検討されている。ナノカーボンとは、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン等に代表される、ナノスケールの微細構造を有する炭素物質のことをいう。このうち、カーボンナノホーンは、グラファイトのシートが円筒状に丸まったカーボンナノチューブの一端が円錐形状となった管状体の構造を有している。カーボンナノホーンは、通常、各々の円錐部間に働くファンデルワールス力によって、チューブを中心にし円錐部が角（ホーン）のように表面に突き出る形態で集合し、カーボンナノホーン集合体を形成する。カーボンナノホーン集合体は、その特異な性質から、様々な技術分野への応用が期待される。【０００３】  カーボンナノホーン集合体は、不活性ガス雰囲気中で原料の炭素物質（以下「グラファイトターゲット」とも呼ぶ。）に対してレーザー光を照射するレーザー蒸発法によって製造されることが報告されている（特許文献１）。特許文献１には、レーザー光としてＣＯ２ガスレーザーが例示されている。【０００４】  ところで、ＣＯ２ガスレーザーの波長は１０．６μｍ程度であり、ＣＯ２ガスレーザーを透過する材料としてＺｎＳｅ等が好適に用いられる（特許文献２）。このため、ＣＯ２ガスレーザーを用いてカーボンナノホーン集合体を製造する際に、ＺｎＳｅレンズを用いることにより、レーザー光をグラファイトターゲット表面に集光可能であると考えられる。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６４００４号公報
【特許文献２】特開２００１−５１１９１号公報
【発明の開示】
【０００６】
【０００７】  そこで、ＺｎＳｅ製の窓（以下「レーザー光窓」とも呼ぶ。）を製造用チャンバーに設けてカーボンナノホーン集合体を製造する方法について本発明が検討した。すると、レーザー光窓の使用時間が長くなるにつれて、回収されるすす状物質中のカーボンナノホーン集合体の重量比（以下「収率」と呼ぶ。）が低下することがわかった。また、レーザー光窓の寿命が比較的短く、場合によっては破損することがあった。その結果、装置の維持に費用がかかったり、装置自体の寿命が短くなったりすることがわかった。また、チャンバ外に設けたＺｎＳｅレンズについても寿命が比較的短かった。
【０００８】  そこで、カーボンナノホーン集合体の収率が低下する原因やレーザー光窓またはレンズの寿命が短い原因について検討を行った。その結果、グラファイトターゲットにレーザー光を照射すると、グラファイトターゲットから発生した炭素蒸気から生じるすす状物質が、レーザー光窓の表面に付着することがこれらの要因である可能性があることが見出された。また、レーザー光窓またはレンズの表面にすす状物質が付着すると、付着した部分で光の吸収が生じることにより、レーザー光窓やレンズが加熱されることも明らかになった。
【０００９】  このような場合、熱レンズ効果により光路がずれる可能性がある。光路のずれは、ＣＯ２ガスレーザーがグラファイトターゲットの表面に照射される位置がずれたり、表面に照射される光のパワー密度が変化の要因となりうる。このことが、装置の使用時間の増加に伴う収率低下の原因であると推察された。また、レーザー光窓やレンズの加熱は、破損等の要因になると推察された。このため、カーボンナノホーン集合体の収率を低下させずに製造する技術が必要とされていた。また、装置寿命を長期化するためには、従来とは異なる技術が必要とされる。
【００１０】  本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ナノカーボンを高い効率で安定的に得る技術を提供することにある。また、本発明の別の目的は、ナノカーボンの製造装置の寿命を長期化する技術を提供することにある。
【００１１】  本発明者は、ナノカーボンを高い効率で得るための手法について鋭意検討した。その結果、光源からの出射光を光学部材を用いてグラファイトターゲット表面に照射する際に、光学部材をすす状物質の付着から遮蔽することが重要であることを見出し、本発明に到達した。また、光源からの出射光を直接グラファイトターゲット表面に照射せず、反射させて光路を変更した後グラファイトターゲットに照射することにより、光学部材がすす状物質の付着から保護されることを見出し、本発明に到達した。
【００１２】  本発明によれば、グラファイトターゲットと、前記グラファイトターゲットを収容する室と、前記室の一部に設けられた窓部と、前記窓部を介して前記グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、前記光の照射により前記グラファイトターゲットから蒸発した炭素蒸気より発生するナノカーボンを回収する回収部と、前記窓部と前記グラファイトターゲットとの間に介在する遮蔽部材と、を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置が提供される。
【００１３】  本発明においては、窓部とグラファイトターゲットとの間に遮蔽部材が設けられている。前述のように、光源から出射した光が、窓部を透過後、直接グラファイトターゲットの表面に照射される構成とした場合、グラファイトターゲット表面より発生した炭素蒸気から得られるすす状物質が、窓部側に戻る方向にも飛散するため、窓部の表面にすす状物質が付着しやすかった。このため、ＺｎＳｅ製の光学部材を用いた場合、光学部材が加熱されやすかった。
【００１４】  これに対し、本発明の構成においては、窓部がグラファイトターゲットの表面から遮蔽された構成となっている。このような構成とすれば、グラファイトターゲット表面から発生したすす状物質が窓部側に飛散した場合にも、遮蔽部材によって遮蔽されるため、すす状物質が窓部に向かって移動し、その表面に付着することが抑制される。このため、グラファイトターゲットに照射される光のパワー密度を安定化し、所望の性状のナノカーボンを高い収率で安定的に製造することができる。
【００１５】  なお、本発明において、遮蔽部材は、グラファイトターゲットから蒸発した炭素蒸気から窓部を覆うように配置されている。遮蔽部材は、光源からの出射光がグラファイトターゲット表面に到達するようにしつつ、グラファイトターゲットの表面より発生した炭素蒸気から得られるすす状物質の付着を妨げるように窓部を覆う構成とすることができる。
【００１６】  また、本発明において、室は、グラファイトターゲットを収容する。ただし、グラファイトターゲットの全体を収容しなくてもよい。グラファイトターゲットの一部を収容していてもよい。
【００１７】  また、本発明において、窓部は、光源からの出射光を透過させる光学部材であり、たとえばレーザー光窓またはレンズ等とすることができる。また、窓部は、その一部を室内に露出して配置されている。窓部は、光源の一部としてその出射端面等に配置されていてもよいし、光源とは独立した部材としてグラファイトターゲットが収容される室の壁面等に配置されていてもよい。
【００１８】  また、本明細書において、「パワー密度」とは、グラファイトターゲット表面に実際に照射される光のパワー密度、すなわちグラファイトターゲット表面の光照射部位におけるパワー密度を指すものとする。
【００１９】  本発明の製造装置において、前記窓部と前記遮蔽部材との間に、前記光を前記グラファイトターゲットの前記表面に導くための光学部材を備えてもよい。こうすることにより、光をグラファイトターゲットの表面に確実に照射することができる。よって、ナノカーボンを安定的に製造することができる。また、本発明においては、光学部材とグラファイトターゲットの間に遮蔽部材が設けられているため、すす状物質が、回収部に回収されずに窓部方向に飛散し、光学部材の表面に付着するのを抑制することができる。このため、熱レンズ効果によるグラファイトターゲット表面におけるレーザー照射位置のずれや、表面における光のパワー密度のぶれを抑制することができる。よって、所望の性状のナノカーボンを安定的に製造し続けることができる。従って、ナノカーボンの収率を向上することができる。また、光学部材の加熱が抑制されるため、光学部材の破損を抑制し、光学部材を長寿命化することができる。また、光学部材の交換による装置の維持費の増加を抑制することができる。よって、耐久性および生産性にすぐれた装置構成を容易に実現することができる。
【００２０】  本発明によれば、グラファイトターゲットと、前記グラファイトターゲットを収容する室と、前記室の一部に設けられた窓部と、前記窓部を介して前記グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、前記光の照射により前記グラファイトターゲットから蒸発した炭素蒸気より発生するナノカーボンを回収する回収部と、前記窓を透過した透過光を反射させ、前記グラファイトターゲットの表面に導くための反射部材と、を備えることを特徴とするナノカーボンの製造装置が提供される。
【００２１】  また、本発明のナノカーボンの製造装置において、前記光学部材が反射部材を含んでもよい。
【００２２】  こうすることにより、窓部を透過した光の光路を変えた後、グラファイトターゲットの表面に照射することができる。よって、窓部へのすす状物質の付着を確実に抑制することができる。
【００２３】  本発明において、反射部材は、たとえばその表面を金属とすることができる。こうすることにより、表面の放熱性が好適に確保される。よって、表面にすす状物質等が付着しても過度の温度上昇を抑制することができる。本発明において、反射部材を冷却するための冷却機構をさらに備えてもよい。こうすれば、より一層確実に反射部材を冷却することができる。このため、反射部材の過加熱を抑制し、その寿命を向上させることができる。また、ナノカーボンを安定的に製造することができる。また、本発明において、反射部材に付着したすす状物質を除去するための掃塵機構をさらに設けてもよい。こうすれば、所定のタイミングですす状物質を除去しながらナノカーボンを製造することができる。このため、ナノカーボンの収率をさらに向上させることができる。
【００２４】  本発明のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材と前記グラファイトターゲットとの間に介在する遮蔽部材をさらに備えてもよい。
【００２５】  こうすることにより、窓部または光学部材をすす状物質の付着からより一層確実に保護することができる。このため、ナノカーボンの収率の低下を抑制することができる。また、光学部材の寿命を長期化することができる。
【００２６】  本発明のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材が集光作用を有してもよい。こうすることにより、グラファイトターゲットの所定の位置に、光を確実に集光することができる。このため、ナノカーボンを安定的に製造することができる。また、集光するための光学部材を設けることなくグラファイトターゲットの表面に光を集光することができるため、簡易な構成で効率よくナノカーボンを製造することができる。なお、集光作用を有する反射部材は、単一の部材から構成されていてもよいし、複数の部材の組み合わせにより構成されていてもよい。
【００２７】  たとえば、反射部材は凹面鏡とすることができる。また、本発明のナノカーボンの製造装置において、前記反射部材が放物面鏡であってもよい。こうすれば、凹面鏡に光を反射させた反射光をその焦点に確実に集光することができる。よって、グラファイトターゲットの表面にさらに確実に反射光を集光させることができる。したがって、さらに安定にナノカーボンを製造することができる。
【００２８】  本発明のナノカーボンの製造装置において、円筒状の前記グラファイトターゲットを保持するとともに該グラファイトターゲットを中心軸周りに回転させるターゲット保持手段を備えることができる。こうすることにより、ナノカーボンを連続的に製造することができる。よって、ナノカーボンの収率を向上させることができる。
【００２９】  本発明のナノカーボンの製造装置において、前記ナノカーボンがカーボンナノホーン集合体であってもよい。
【００３０】  こうすることにより、カーボンナノホーン集合体を高い収率で安定的に製造することができる。
【００３１】  本発明のナノカーボンの製造装置において、前記光の進行方向に沿った気流を前記光源側から前記グラファイトターゲット側に向かって生じさせる吸気部をさらに有していてもよい。こうすることにより、すす状物質がグラファイトターゲット側から光源側に向かって移動し、窓部または光学部材に付着してしまうのをより一層確実に抑制することができる。このため、装置の寿命をより一層確実に長期化することができる。また、ナノカーボンをより一層安定的に生産することができる。
【００３２】  以上、本発明の構成について説明したが、これらの構成を任意に組み合わせたものも本発明の態様として有効である。また、本発明の表現を他のカテゴリーに変換したものもまた本発明の態様として有効である。
以上説明したように本発明によれば、窓部とグラファイトターゲットとの間に遮蔽部材を設けることにより、ナノカーボンを高収率で製造することができる。また、本発明によれば、ナノカーボンの製造装置の寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】  上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００３４】［図１］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図２］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図３］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図４］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図５］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図６］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図７］実施の形態に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図８］実施例に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図９］実施例に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図１０］実施例に係るナノカーボン製造装置の構成を示す図である。
［図１１］実施例の各装置におけるＺｎＳｅウインドウの破損時間を示す図である。
［図１２］実施例における製造時間とカーボンナノホーン集合体の収率との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】  以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。【００３６】  （第一の実施形態）
本実施形態は、グラファイトターゲットの表面に照射する光の光路周辺をカバーで覆ったナノカーボン製造装置に関する。図１は、本実施形態に係るナノカーボンの製造装置の構成の一例を示す断面図である。なお、本明細書において、図１および他の製造装置の説明に用いる図は概略図であり、各構成部材の大きさは実際の寸法比に必ずしも対応していない。【００３７】  図１のナノカーボン製造装置１２５は、製造チャンバー１０７、ナノカーボン回収チャンバー１１９、およびこれらを接続する搬送管１４１を備える。また、図１の製造装置は、レーザー光１０３を出射するレーザー光源１１１、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１、ＺｎＳｅウインドウ１３３、カバー１６７、およびグラファイトロッド１０１を保持し、その中心軸周りに回転させる回転装置１１５を備える。さらに、ナノカーボン製造装置１２５は、不活性ガス供給部１２７、流量計１２９、真空ポンプ１４３、および圧力計１４５を備える。【００３８】  ナノカーボン製造装置１２５において、レーザー光源１１１からの出射光は、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１にて集光され、製造チャンバー１０７の壁面に設けられたＺｎＳｅウインドウ１３３を通じて製造チャンバー１０７内のグラファイトロッド１０１に照射される。このとき、レーザー光１０３は、その光路に沿って設けられたカバー１６７内を通過する。【００３９】  グラファイトロッド１０１は、レーザー光１０３照射のターゲットとなる固体炭素単体物質として用いられる。グラファイトロッド１０１は回転装置１１５に固定されており、中心軸周りに回転可能である。たとえば、グラファイトロッド１０１の表面においてレーザー光１０３が照射された箇所が、レーザー光１０３の照射方向から遠ざかるようにグラファイトロッド１０１を回転させることができる。具体的には、図１において、グラファイトロッド１０１を中心軸に対して右回りに回転させることができる。こうすれば、戻り光の発生をより一層確実に抑制することができる。【００４０】  そして、レーザー光１０３の照射に供する新たな照射面を安定的に提供しつつ、カーボンナノホーン集合体１１７を確実に回収することができる。グラファイトロッド１０１を回転装置１１５に固定することにより、中心軸周りに回転させることが可能である。またグラファイトロッド１０１はたとえば中心軸に沿った方向に位置移動可能な構成とすることができる。【００４１】  搬送管１４１は、製造チャンバー１０７およびナノカーボン回収チャンバー１１９に連通し、これらを接続する。グラファイトロッド１０１の側面にレーザー光源１１１からレーザー光１０３が照射され、その際のプルーム１０９の発生方向に搬送管１４１を介してナノカーボン回収チャンバー１１９が設けられており、生成したカーボンナノホーン集合体１１７はナノカーボン回収チャンバー１１９に回収される。【００４２】  プルーム１０９は、レーザー光１０３の照射位置におけるグラファイトロッド１０１の接線に垂直な方向、すなわち法線方向に発生するため、この方向に搬送管１４１を設ければ、効率よく炭素蒸気をナノカーボン回収チャンバー１１９に導き、カーボンナノホーン集合体１１７の粉体を回収することができる。たとえば、照射角が４５°の場合、鉛直に対して４５°をなす方向に搬送管１４１を設けることができる。【００４３】  ナノカーボン製造装置１２５では、製造チャンバー１０７内に、ＺｎＳｅウインドウ１３３近傍からグラファイトロッド１０１の表面近傍までのレーザー光１０３の通過経路に沿って、光路を覆う筒状のカバー１６７が設けられている。カバー１６７は、グラファイトロッド１０１の近傍まで設けられており、その端部が開口しており、レーザー光１０３は、このカバー１６７内を通過してグラファイトロッド１０１の表面に照射される。【００４４】  カバー１６７を設けることにより、グラファイトロッド１０１への光の照射経路を確保しつつ、グラファイトロッド１０１の表面にレーザー光１０３が照射されて生じた炭素蒸気から得られるすす状物質が付着しないように、ＺｎＳｅウインドウ１３３を遮蔽することができる。ＺｎＳｅウインドウ１３３表面へのすす状物質の付着が抑制されるため、ＺｎＳｅウインドウ１３３表面におけるレーザー光１０３の吸収が抑制される。よって、グラファイトロッド１０１の表面に照射されるレーザー光１０３のパワー密度のぶれを抑制することができる。また、ＺｎＳｅウインドウ１３３の過度の温度上昇を抑制することができる。よって、グラファイトロッド１０１表面へのレーザー光１０３の照射位置の熱レンズ効果によるずれを抑制することができる。また、過加熱によるＺｎＳｅウインドウ１３３の劣化や、それに伴う破損または燃焼を抑制することができる。【００４５】  したがって、ナノカーボン製造装置１２５は、カーボンナノホーン集合体１１７を高い収率で安定的に生産することができる。また、耐久性に優れた装置構成を容易に実現することができる。【００４６】  また、ナノカーボン製造装置１２５には、プルーム１０９の発生方向に沿ってプルーム１０９を覆うように搬送管１４１が設けられている。搬送管１４１は、製造チャンバー１０７の側方に備えられたナノカーボン回収チャンバー１１９に連通している。グラファイトロッド１０１の表面にレーザー光１０３が照射されるとプルーム１０９が生じ、プルーム１０９から放出されて炭素蒸気はすす状物質となる。ナノカーボン製造装置１２５では、プルーム１０９の発生方向に搬送管１４１が形成されているため、搬送管１４１を通って確実にナノカーボン回収チャンバー１１９へと導かれる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７の回収効率を向上させることができる。なお、プルーム１０９は、グラファイトロッド１０１の表面におけるレーザー光１０３の照射位置の接線に対して垂直な方向に発生する。【００４７】  また、ナノカーボン製造装置１２５では、グラファイトロッド１０１を円周方向に回転させながらその側面にレーザー光１０３を照射する構成となっている。レーザー光１０３の方向とプルーム１０９の発生方向が一致していない位置関係にてレーザー光１０３照射がなされる。こうすれば、レーザー光１０３の照射経路をさえぎらない位置でカーボンナノホーン集合体１１７を効率よく回収することができる。【００４８】  また、ナノカーボン製造装置１２５では、グラファイトロッド１０１の側面にて発生するプルーム１０９の角度を予め予測すること��できる。このため、搬送管１４１の位置や角度を精密に制御可能である。よって、後述する条件で効率よくカーボンナノホーン集合体１１７を製造し、また、確実に回収することができる。【００４９】  次に、図１のナノカーボン製造装置１２５を用いたカーボンナノホーン集合体１１７の製造方法について具体的に説明する。【００５０】  ナノカーボン製造装置１２５において、グラファイトロッド１０１として、高純度グラファイト、たとえば丸棒状焼結炭素や圧縮成形炭素等を用いることができる。【００５１】  また、レーザー光１０３として、たとえば、高出力ＣＯ２ガスレーザーを用いることができる。レーザー光１０３のグラファイトロッド１０１への照射は、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスをはじめとする反応不活性ガス雰囲気、たとえば１０３Ｐａ以上１０５Ｐａ以下の雰囲気中で行う。また、製造チャンバー１０７内を予めたとえば１０−２Ｐａ以下に減圧排気した後、不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。【００５２】  また、グラファイトロッド１０１の側面におけるレーザー光１０３のパワー密度がほぼ一定、たとえば５ｋＷ／ｃｍ２以上２５ｋＷ／ｃｍ２以下となるようにレーザー光１０３の出力、スポット径、および照射角を調節することが好ましい。【００５３】  レーザー光１０３の出力はたとえば１ｋＷ以上５０ｋＷ以下とする。また、レーザー光１０３のパルス幅はたとえば０．５秒以上とし、好ましくは０．７５秒以上とする。こうすることにより、グラファイトロッド１０１の表面に照射されるレーザー光１０３の累積エネルギーを充分確保することができる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７を効率よく製造することができる。また、レーザー光１０３のパルス幅はたとえば１．５秒以下とし、好ましくは１．２５秒以下とする。こうすることにより、グラファイトロッド１０１の表面が過剰に加熱されることにより表面のエネルギー密度が変動し、カーボンナノホーン集合体の収率が低下するのを抑制することができる。レーザー光１０３のパルス幅は、０．７５秒以上１秒以下とすることがさらに好ましい。こうすれば、カーボンナノホーン集合体１１７の生成率および収率をともに向上させることができる。【００５４】  また、レーザー光１０３照射における休止幅は、たとえば０．１秒以上とすることができ、０．２５秒以上とすることが好ましい。こうすることにより、グラファイトロッド１０１表面の過加熱をより一層確実に抑制することができる。【００５５】  レーザー光１０３は、照射角が一定となるように照射される。レーザー光１０３の照射角を一定に保ちながら、グラファイトロッド１０１をその中心軸に対して所定の速度で回転させることにより、グラファイトロッド１０１の側面の円周方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。また、グラファイトロッド１０１をその長さ方向にスライドさせることにより、グラファイトロッド１０１の長さ方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。【００５６】  このときの照射角は３０°以上６０°以下とすることが好ましい。照射角とは、レーザー光１０３の照射位置におけるグラファイトターゲットの表面に対する垂線とレーザー光１０３とのなす角のことである。円筒形のグラファイトターゲットであるグラファイトロッド１０１を用いる場合、グラファイトロッド１０１の長さ方向に垂直な断面において、照射位置と円の中心とを結ぶ線分と、水平面とのなす角と定義する。【００５７】  この照射角を３０°以上とすることにより、照射するレーザー光１０３の反射、すなわち戻り光の発生を防止することができる。また、発生するプルーム１０９がＺｎＳｅウインドウ１３３を通じてＺｎＳｅ平凸レンズ１３１へ直撃することが防止される。このため、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１を保護し、またカーボンナノホーン集合体１１７のＺｎＳｅウインドウ１３３への付着防止に有効である。よって、グラファイトロッド１０１に照射されるレーザー光１０３のパワー密度を安定化し、カーボンナノホーン集合体１１７を高い収率で安定的に製造することができる。【００５８】  また、レーザー光１０３を６０°以下で照射することにより、アモルファスカーボンの生成を抑制し、生成物中のカーボンナノホーン集合体１１７の割合、すなわちカーボンナノホーン集合体１１７の収率を向上させることができる。また、照射角は４５°±５°とすることが特に好ましい。約４５°で照射することにより、生成物中のカーボンナノホーン集合体１１７の割合をより一層向上させることができる。【００５９】  また、ナノカーボン製造装置１２５では、グラファイトロッド１０１の側面にレーザー光１０３を照射する構成となっている。このため、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１の位置を固定した状態で、グラファイトロッド１０１の高さを調節することにより、側面への照射角度を変えることができる。レーザー光１０３の照射角度を変えることにより、グラファイトロッド１０１の表面におけるレーザー光１０３の照射面積を変え、パワー密度を可変とし、確実に調節することができる。【００６０】  具体的には、たとえば、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１の位置を固定した場合において、照射角を３０°とすれば、パワー密度を高くすることができる。また、たとえば照射角度を６０°とすることにより、パワー密度を低く制御できる。【００６１】  また、照射時のレーザー光１０３のグラファイトロッド１０１側面へのスポット径は、たとえば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。【００６２】  また、レーザー光１０３のスポットを、たとえば０．０１ｍｍ／ｓｅｃ以上５５ｍｍ／ｓｅｃ以下の線速度（周速度）で移動させることが好ましい。線速度が大きいと、一回のパルス照射においてグラファイトロッド１０１表面にレーザー光１０３が照射される長さが長い一方、グラファイトロッド１０１の表面から炭素の蒸発が生じるのは、表面からの深度が小さい領域に限られる。これに対して、線速度が小さいと、一回のパルス照射においてグラファイトロッド１０１表面にレーザー光１０３が照射される長さは短いが、グラファイトロッド１０１の表面からの深度が大きい領域まで蒸発が生じる。【００６３】  単位時間あたりのすす状物質の生成量すなわちすす状物質の生成率および生成したすす状物質中のカーボンナノホーン集合体１１７の収率は、一回のパルス光照射における照射位置の移動距離および炭素が蒸発する深度に依存するものと推察される。炭素が蒸発する深度が深すぎると、カーボンナノホーン集合体１１７以外のものが生成し、収率が低下する。また、深度が浅すぎると、カーボンナノホーン集合体１１７が充分に生成されてない。線速度を上述の条件とすることにより、カーボンナノホーン集合体１１７を高い収率で効率よく製造することができる。【００６４】  たとえば、直径１００ｍｍのグラファイトターゲットの表面にレーザー光１０３を照射する場合には、回転装置１１５によって直径１００ｍｍのグラファイトロッド１０１を円周方向に一定速度で回転させ、回転数をたとえば０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下とすると、上述の線速度を実現できる。なお、グラファイトロッド１０１の回転方向に特に制限はないが、照射位置がレーザー光１０３から遠ざかる方向、すなわち図１においては図中に矢印で示したようにレーザー光１０３から搬送管１４１に向かう方向、に回転させることが好ましい。こうすることにより、カーボンナノホーン集合体１１７をより一層確実に回収することができる。【００６５】  ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されたすす状物質は、カーボンナノホーン集合体１１７を主として含み、たとえば、カーボンナノホーン集合体１１７が９０ｗｔ％以上含まれる物質として回収される。【００６６】  ナノカーボン製造装置１２５を用いたナノカーボンの製造において、ＺｎＳｅウインドウ１３３からグラファイトロッド１０１表面に至るレーザー光１０３の出射方向に沿って、またはグラファイトロッド１０１の表面から搬送管１４１を経由してナノカーボン回収チャンバー１１９に至る方向に沿って気流を形成してもよい。たとえば、レーザー光１０３の進行方向に沿った気流をレーザー光源１１１の側からグラファイトロッド１０１の側に向かって生じさせる吸気部をさらに設けてもよい。このようにすれば、すす状物質がグラファイトロッド１０１の表面からＺｎＳｅウインドウ１３３方向に付着することをさらに確実に抑制することができる。また、生成したカーボンナノホーン集合体１１７を搬送管１４１からナノカーボン回収チャンバー１１９へとより一層確実に導くことができるため、カーボンナノホーン集合体１１７の回収率を向上させることができる。【００６７】  また、ナノカーボン製造装置１２５においては、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１およびＺｎＳｅウインドウ１３３を用いたが、ＺｎＳｅウインドウ１３３としてＺｎＳｅ平凸レンズを設けてもよい。すなわち、この場合には製造チャンバー１０７外にＺｎＳｅ平凸レンズ１３１を設けずに、製造チャンバー１０７を封止するウインドウとしてレンズを用いる構成となる。こうすることにより、簡便で生産効率にすぐれた装置構成が実現される。【００６８】  なお、図１の装置および以降の実施形態で説明する装置では、レーザー光源１１１を製造チャンバー１０７の上方に設けている。そして、レーザー光１０３照射により生成したカーボンナノホーン集合体１１７を、搬送管１４１を経由して製造チャンバー１０７の側方に設けられたナノカーボン回収チャンバー１１９において回収する構成としている。本実施形態および以降の実施形態において、レーザー光源１１１の配置は必ずしも製造チャンバー１０７の上方に��ける態様に限定されない。【００６９】  たとえば、図２は、カバー１６７を有するナノカーボン製造装置の別の構成を示す図である。図２の装置では、レーザー光源１１１が製造チャンバー１０７の側方に設けられ、製造チャンバー１０７の側面からグラファイトロッド１０１に向かってレーザー光１０３が照射される。また、このとき、プルーム１０９はグラファイトロッド１０１の照射位置の接線に垂直な方向に発生する。図２の位置関係では、プルーム１０９が製造チャンバー１０７において鉛直上方に対して４５°をなす方向に向かって発生することになる。図２の装置でも、図１の装置と同様に、グラファイトロッド１０１の表面近傍からプルームの発生方向に平行に搬送管１４１を設け、プルーム１０９から生成したすす状物質が製造チャンバー１０７の上部に設けられたナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されるような構成となっている。【００７０】  なお、図２の装置において、回転装置１１５は、グラファイトロッド１０１を保持し、その中心軸に沿って回転させる回転機構を有している。また、図２の装置の場合も、図１の装置と同様、グラファイトロッド１０１はその中心軸方向に移動することもできるように構成されている。【００７１】  また、図１の装置においては、ＺｎＳｅウインドウ１３３を保護するための遮蔽部材として、レーザー光源１１１から出射したレーザー光１０３の光路に沿ってその光路を覆うカバー１６７を設けたが、遮蔽部材の態様はこれに限定されない。【００７２】  たとえば、図３は、図１のナノカーボン製造装置１２５のカバー１６７にかえて隔壁１７９を設けた構成の装置である。その他の構成は、ナノカーボン製造装置１２５と同様である。図３の装置では、製造チャンバー１０７内に隔壁１７９が設けられている。隔壁１７９は、ＺｎＳｅウインドウ１３３が設けられている室と、グラファイトロッド１０１が設けられている室の二室に製造チャンバー１０７を区画する。隔壁１７９には、レーザー光１０３を通過させてグラファイトロッド１０１に到達させるための孔が設けられている。このため、グラファイトロッド１０１へのレーザー光照射が可能である。隔壁１７９を設けることにより、グラファイトロッド１０１側から生じたすす状物質がＺｎＳｅウインドウ１３３側に移動するのを遮蔽することができる。このため、すす状物質がＺｎＳｅウインドウ１３３表面に付着するのを抑制することができる。【００７３】  また、図１〜図３の装置では、窓として、製造チャンバー１０７の壁面にＺｎＳｅウインドウ１３３が設けられていたが、窓は製造チャンバー１０７中に一部を露出させた態様であればこの構成に限定されない。たとえば、出射端面にウインドウを有するレーザー光源１１１が製造チャンバー１０７中に配置されていてもよい。この場合、レーザー光源１１１とグラファイトロッド１０１との間をカバー１６７または隔壁１７９等の遮蔽部材によって遮蔽することにより、レーザー光源１１１のウインドウへのすす状物質の付着が抑制される。また、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１が製造チャンバー１０７内に設けられていてもよい。この場合、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１とグラファイトロッド１０１との間を、たとえばカバー１６��または隔壁１７９によって遮蔽することにより、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１の表面へのすす状物質の付着を抑制することができる。【００７４】  （第二の実施形態）
本実施形態は、光源１１１からの出射光をグラファイトロッド１０１の表面に直接照射せずに、反射させて光路を変えた後、グラファイトロッド１０１の表面に照射する構成のナノカーボン製造装置に関する。【００７５】  図４は、本実施形態に係るナノカーボン製造装置１７３を側方から見た様子を示す断面図である。本実施形態において、第一の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１２５と同様の構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。【００７６】  ナノカーボン製造装置１２５（図１）では、レーザー光源１１１から出射したレーザー光１０３をグラファイトロッド１０１表面におけるスポット径が所定の大きさになるようＺｎＳｅ平凸レンズ１３１で集光した後、ＺｎＳｅウインドウ１３３から製造チャンバー１０７内に照射される構成であったのに対し、図４のナノカーボン製造装置１７３では、レーザー光源１１１から出射したレーザー光１０３は集光されずにＺｎＳｅウインドウ１３３から製造チャンバー１０７内に照射される。ナノカーボン製造装置１７３はレーザー光１０３の光路を変えるための平面鏡１６９および放物面鏡１７１を有しているため、レーザー光１０３は製造チャンバー１０７内において、平面鏡１６９で反射され、さらに放物面鏡１７１において反射される。放物面鏡１７１で反射した光は放物面鏡１７１の焦点付近に設置されたグラファイトロッド１０１の表面に集光される。【００７７】  このように、ナノカーボン製造装置１７３においては、ＺｎＳｅウインドウ１３３を通って製造チャンバー１０７中に入射したレーザー光１０３が、直接グラファイトロッド１０１表面に照射されるのではなく、平面鏡１６９および放物面鏡１７１によって二回反射されて光路を変えた後、グラファイトロッド１０１の表面に照射される。また、平面鏡１６９および放物面鏡１７１を経由するため、ナノカーボン製造装置１７３では、ナノカーボン製造装置１２５に比べ、ＺｎＳｅウインドウ１３３からグラファイトロッド１０１に至る光路の長さを増加させることができる。【００７８】  このため、グラファイトロッド１０１の表面から発生したプルーム１０９およびプルーム１０９から得られるすす状物質のＺｎＳｅウインドウ１３３への付着が抑制される装置構成となっている。よって、ナノカーボン製造装置１７３を長期間使用しても、グラファイトロッド１０１の表面に照射されるレーザー光１０３のパワー密度の変化を抑制することができる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７の収率の低下を抑制し、カーボンナノホーン集合体１１７を安定的に連続生産することができる。また、ナノカーボン製造装置１７３の装置寿命を長期化することができる。【００７９】  ナノカーボン製造装置１７３において、平面鏡１６９または放物面鏡１７１の材料として、たとえばＣｕを用いることができる。Ｃｕは熱伝導率が高いため、表面にすす状物質が付着しても効率よく放熱される。また、平面鏡１６９および放物面鏡１７１は、表面にたとえばＡｕまたはＭｏによるコーティングが施されていてもよい。このような材料を用いることにより、平面鏡１６９または放物面鏡１７１の破損を抑制することができる。【００８０】  なお、ナノカーボン製造装置１７３では、レーザー光源１１１からの出射光が２回反射された後、グラファイトロッド１０１の表面に照射される構成としたが、レーザー光源１１１からの出射光が光路を変えた後グラファイトロッド１０１の表面に到達する構成であれば反射の回数に特に制限はなく、１回反射させる構成とすることもできるし、または３回以上反射させてグラファイトロッド１０１に照射する構成としてもよい。【００８１】  また、ナノカーボン製造装置１７３では、レーザー光１０３を放物面鏡１７１で反射することにより、グラファイトロッド１０１の表面に集光する構成としたが、グラファイトロッド１０１の表面に集光できる構成であれば、反射鏡の形状は放物面鏡１７１には限定されず、たとえば他の形状の凹面鏡を用いることも可能である。また、複数の反射鏡を組み合わせてグラファイトロッド１０１の表面に集光してもよい。【００８２】  （第三の実施形態）
本実施形態は、ナノカーボン製造装置の別の構成に関する。本実施形態においても、第一または第二の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１２５（図１）またはナノカーボン製造装置１７３（図４）と同様の構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。【００８３】  図５は、本実施形態に係るナノカーボン製造装置１７５を側方から見た様子を示す断面図である。ナノカーボン製造装置１７５の基本的な装置構成はナノカーボン製造装置１７３（図４）と同様であるが、ナノカーボン製造装置１７５では、レーザー光１０３の通過経路を保護するためのカバー１６７が設けられている点がナノカーボン製造装置１７３と異なる。【００８４】  カバー１６７を設けることにより、第一の実施形態において説明したように、プルーム１０９から発生したすす状物質が直接ＺｎＳｅウインドウ１３３に付着するのをさらに確実に抑制することができる。また、平面鏡１６９または放物面鏡１７１の表面にすす状物質が付着することもより一層確実に防止することができる。このため、グラファイトロッド１０１の表面におけるレーザー光１０３の照射位置またはパワー密度のぶれを抑制し、カーボンナノホーン集合体１１７の収率の低下が抑制される。また、装置寿命もより一層長期化することができる。【００８５】  なお、図５のナノカーボン製造装置１７５では、製造チャンバー１０７の壁面に接してカバー１６７が設けられているため、製造チャンバー１０７の内部にＺｎＳｅウインドウ１３３が設けられた構成としたが、不活性ガスを製造チャンバー１０７内に封止できる構成であればＺｎＳｅウインドウ１３３の位置は製造チャンバー１０７内部に限定されず、たとえば製造チャンバー１０７の壁面に設けてもよい。たとえば、図６は、ＺｎＳｅウインドウ１３３が製造チャンバー１０７の壁面に設けられているナノカーボン製造装置１７６を示す図である。【００８６】  （第四の実施形態）
以上の実施形態においては、グラファイトロッドを用いた場合を例に説明をしたが、これらのいずれの実施形態においてもグラファイトターゲットの形状は円筒形には限定されず、たとえばシート状、棒状等としてもよい。【００８７】  たとえば、図７は、第３の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１７５（図５）において、シート状のグラファイトターゲットを用いる場合の装置構成を示す図である。【００８８】  図７のナノカーボン製造装置１７７において、グラファイトターゲット１３９は、レーザー光１０３の照射のターゲットとなる固体炭素単体物質である。グラファイトターゲット１３９はターゲット供給プレート１３５上のターゲット保持部１５３に保持されている。プレート保持部１３７は、ターゲット供給プレート１３５を水平方向に並進移動させる。このため、ターゲット供給プレート１３５が移動すると、その上に設置されたグラファイトターゲット１３９が移動し、レーザー光１０３の照射位置とグラファイトターゲット１３９の表面との相対的な位置が移動する構成となっている。【００８９】  たとえば、ターゲット供給プレート１３５の底面およびプレート保持部１３７の表面にネジ山（不図示）を形成し、ラックピニオン方式でターゲット供給プレート１３５が図７の左上から右下に向かって移動できるように構成することができる。また、ターゲット供給プレート１３５の表面に溝部（不図示）等を形成しておき、ターゲット保持部１５３の底部に溝部をスライドできるように凸部（不図示）を形成し、溝部にこの凸部を掛合することにより、ターゲット保持部１５３およびターゲット保持部１５３に保持されたグラファイトターゲット１３９が図７の紙面に垂直な方向に移動可能な構成とすることができる。【００９０】  このような構成とすることにより、グラファイトターゲット１３９をレーザー光源１１１から出射するレーザー光１０３の照射位置に供給することができる。【００９１】  さらに、グラファイトターゲットの形状をシート状あるいは棒状とした際に、その厚さを、レーザー光１０３が１回乃至数回照射されるとすべて蒸発し、使いきる程度の大きさとすることにより、カーボンナノホーン集合体１１７の収率をより一層向上させることができる。これは、レーザー光１０３が一度照射されると、グラファイトロッド１０１の表面が粗面化するため、再度レーザー光１０３が照射された際にパワー密度のぶれが生じるため、グラファイトロッド１０１の表面へのレーザー光１０３の照射回数は少ないほどカーボンナノホーン集合体１１７を安定的に生産することができるためである。【００９２】  以上、本発明を実施形態に基づき説明した。これらの実施形態は例示であり様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【００９３】  また、以上の実施形態に係る装置では、レーザー光１０３の照射によって得られたすす状物質がナノカーボン回収チャンバー１１９に回収される構成となっているが、適当な基板上に堆積して回収することや、ダストバッグによる微粒子回収の方法によって回収することもできる。また、不活性ガスを反応容器内で流通させて、不活性ガスの流れによりすす状物質を���収することもできる。【００９４】  以上の実施形態において、カーボンナノホーン集合体１１７を製造する際の、グラファイトターゲット表面における照射光のパワー密度、パルス幅、休止幅、またはグラファイトターゲットの移動速度等の条件は、グラファイトターゲットの形状や目的とするカーボンナノホーン集合体１１７の形状に応じて適宜選択することができる。また、カーボンナノホーン集合体１１７を構成するカーボンナノホーンの形状、径の大きさ、長さ、先端部の形状、炭素分子やカーボンナノホーン間の間隔等は、レーザー光１０３の照射条件などによって様々に制御することが可能である。【００９５】  また、第二〜第四の実施形態に示した装置（図４〜図７）では、窓として、製造チャンバー１０７の壁面にＺｎＳｅウインドウ１３３が設けられていたが、窓は製造チャンバー１０７中に一部を露出させた態様であればこの構成に限定されない。たとえば、出射端面にウインドウを有するレーザー光源１１１が製造チャンバー１０７中に配置されていてもよい。この場合、レーザー光源１１１からの出射光を、たとえば平面鏡１６９または放物面鏡１７１等の反射鏡によって反射させた後、グラファイトロッド１０１の表面に到達させることにより、レーザー光源１１１のウインドウへのすす状物質の付着が抑制される。また、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１が製造チャンバー１０７内に設けられていてもよい。この場合、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１を透過した光を、たとえば平面鏡１６９または放物面鏡１７１等の反射鏡によって反射させた後、グラファイトロッド１０１の表面に到達させることにより、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１の表面へのすす状物質の付着を抑制することができる。【００９６】  また、第二〜第四の実施形態に示した装置（図４〜図７）において、放物面鏡１７１を冷却するための冷却機構をさらに備えていてもよい。放物面鏡１７１を冷却することにより、放物面鏡１７１の表面にすす状物質が付着した際にも過度の加熱が抑制されるため、さらに装置の寿命を長期化することができる。また、放物面鏡１７１の表面に付着したすす状物質を除去するための掃塵機構を備えていてもよい。このような構成とすれば、放物面鏡１７１の表面にすす状物質が付着した場合にも、適当なタイミングでこれを除去することができるため、グラファイトロッド１０１表面に照射される光のパワー密度が一定の値となるようにさらに確実に制御することができる。このため、カーボンナノホーン集合体の収率をより一層向上させることができる。また、装置の寿命をさらに長期化することができる。なお、ここでは放物面鏡１７１の場合を例に冷却機構および掃塵機構について説明をしたが、必要に応じてこれらの機構を平面鏡１６９に対しても設けることができる。【００９７】  以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００９８】  本実施例では、図２に示したナノカーボン製造装置１２６および図８、図９、図１０に示したナノカーボン製造装置を用いてレーザーアブレーション法によるカーボンナノホーン集合体１１７の製造を行った。ただし、図８および図９は、それぞれ図４のナノカーボン製造装置１７３および図５のナノカーボン製造装置１７５において、ナノカーボン製造装置１２６と同様にレーザー光１０３を製造チャンバー１０７の側面から入射する構成とした装置である。また、図１０の装置は、図２のナノカーボン製造装置１２６と同様の構成であってカバー１６７を有しない点がナノカーボン製造装置１２６と異なる構成のナノカーボン製造装置である。【００９９】  固体状炭素物質として直径１００ｍｍの焼結丸棒炭素を真空容器内に設置し、容器内を１０−２Ｐａにまで減圧排気した後、Ａｒガスを１．０１３２５×１０５Ｐａの雰囲気圧となるように導入した。次いで、高出力のＣＯ２レーザー光を前記固体状炭素物質に室温にて照射した。レーザーの出力を１００Ｗとし、固体状炭素物質表面におけるパワー密度を２２ｋＷ／ｃｍ２とした。パルス幅を１ｓｅｃ、休止幅は２５０ｍｓｅｃとし、固体状炭素物質を６ｒｐｍで回転させながら、照射角が４５°となるようレーザー光を照射した。レーザー光照射はＺｎＳｅウインドウが破損するまで行い、各装置においてＺｎＳｅウインドウが破損するまでの時間を測定した。【０１００】  さらに、図１０の装置および図８のナノカーボン製造装置１７３を用いた場合については、製造時間とカーボンナノホーン集合体１１７の収率の関係を調べた。【０１０１】  図１１は、各装置におけるＺｎＳｅウインドウの破損時間を示す図である。図１１において、「ＺｎＳｅ」は、図１０の装置についての実験結果である。また、「ＺｎＳｅ−ナノカーボン付着防止コーン」、「放物面鏡」、および「放物面鏡−ナノカーボン付着防止コーン」は、それぞれ、図２、図８、および図９に示したナノカーボン製造装置についての実験結果である。【０１０２】  図１１より、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１を用いて集光する装置構成において、カバー１６７を設けることにより、ＺｎＳｅウインドウ１３３の耐久時間が増すことが明らかになった。また、放物面鏡１７１を用いて集光する構成とすることにより、ＺｎＳｅウインドウ１３３の耐久時間は顕著に増加し、さらにこれにカバー１６７を設けることにより増加することが明らかになった。【０１０３】  この結果より、放物面鏡１７１を用いてレーザー光１０３を反射および集光した後グラファイトロッド１０１の表面に照射する構成とすることにより、装置寿命を長期化できることが確かめられた。【０１０４】  また、図１２は、図１１における「ＺｎＳｅ」と「放物面鏡」の装置すなわち図１０および図８の装置について、製造時間とカーボンナノホーン集合体１１７の収率との関係を示す図である。図１２より、図１０の装置では、製造時間の経過に従ってカーボンナノホーン集合体１１７の収率が低下している。これに対し、図８のナノカーボン製造装置１７３を用いた場合、製造時間が長期化しても、カーボンナノホーン集合体１１７の収率は低下せず、ほぼ一定の収率となることがわかる。このため、平面鏡１６９および放物面鏡１７１によってレーザー光１０３を反射させ、また放物面鏡１７１によってグラファイトロッド１０１の表面にレーザー光１０３を集光することにより、カーボンナノホーン集合体を安定的に高い収率で製造することが可能であることが明らかになった。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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