(57)【要約】【課題】炭素ナノチューブの製造方法を提供する。【解決手段】触媒ナノ粒子を、シリコン元素を含有する分子物質の表面改質剤、例えば、３−アミノプロピルトリエトキシシランで表面改質処理して、表面処理された触媒ナノ粒子上に表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる。炭素ナノチューブは、表面改質剤の分解により触媒ナノ粒子の表面に堆積されるシリコン酸化物系の堆積物による表面立体安定化によって直径が制御されて成長されうる。【選択図】図３
2007051058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒ナノ粒子を、シリコン元素を含有する分子物質の表面改質剤で表面改質処理する工程と、
前記表面処理された触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項２】
前記触媒ナノ粒子は、湿式化学的合成方法により概略１５％以下の標準偏差を持つ大きさ分布の遷移金属のナノ粒子で形成されることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項３】
前記表面改質剤は、シラン基、シロキサン基及びシルセスキオキサン基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質であることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項４】
前記表面改質剤は、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２及び−ＳＨ官能基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質であることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項５】
前記表面改質剤は、３−アミノプロピルトリエトキシシランを含むことを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項６】
前記表面改質剤で処理する工程は、
前記触媒ナノ粒子が分散された分散液を準備する工程と、
前記分散液に前記表面改質剤を直接または溶液で添加する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項７】
前記炭素ナノチューブを成長させる工程は、
前記触媒ナノ粒子上に炭素ソースガスを提供して分解して、前記炭素ナノチューブを合成させる化学気相蒸着で行われることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項８】
前記化学気相蒸着は、前記炭素ソースガスの分解を熱的に行う熱的化学気相蒸着やプラズマ実行するプラズマ強化化学気相蒸着であることを特徴とする請求項７に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項９】
前記炭素ナノチューブは、前記表面改質剤の分解により前記触媒ナノ粒子の表面に堆積されるシリコン酸化物系の堆積物による表面立体安定化によって直径が制御されて成長されることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１０】
触媒ナノ粒子を溶媒に分散させる工程と、
前記分散液にシリコン元素を含有する分子物質の表面改質剤を添加して、前記分散された触媒ナノ粒子の表面を改善処理する工程と、
前記分散液を基板上に塗布する工程と、
前記分散液の塗布により前記基板上に堆積された前記触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１１】
前記分散溶媒は、ｎ−へキサン、クロロホルム、トルエン、水及びエタノールを含む一群から選択されるいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１２】
前記表面改質剤は、シラン基、シロキサン基及びシルセスキオキサン基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質であることを特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１３】
前記表面改質剤は、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２及び−ＳＨ官能基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質であることを特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１４】
前記分散液を基板上に塗布する工程は、
スピンコーティング、ディップコーティング、スプレイコーティング及びパドルコーティングを含む一群から選択されるいずれか一つのコーティング方法で行われることを特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１５】
前記基板は、ガラスまたはシリコン基板であるか、
前記基板は、Ａｕ、Ａｇ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＴａＮを含む一群から選択されたいずれか一つの導電物質を含む層を伴う基板であることを特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１６】
前記炭素ナノチューブは、前記表面改質剤の分解により前記触媒ナノ粒子の表面に堆積されるシリコン酸化物系の堆積物による表面立体安定化によって直径が制御されて成長されることを特徴とする特徴とする請求項１０に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１７】
触媒ナノ粒子を溶媒に分散させる工程と、
前記分散液にシリコン元素及びアミン官能基を含有する分子物質の表面改質剤を添加して前記分散された触媒ナノ粒子の表面を処理する工程と、
前記分散液を基板上に塗布する工程と、
前記分散液の塗布により前記基板上に堆積された前記触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１８】
前記表面改質剤は、３−アミノプロピルトリエトキシシランを含むことを特徴とする請求項１７に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項１９】
前記表面改質剤は、シラン基、シロキサン基及びシルセスキオキサン基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質であることを特徴とする請求項１７に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項２０】
前記炭素ナノチューブは、前記表面改質剤の分解により前記触媒ナノ粒子の表面に堆積されるシリコン酸化物系の堆積物による表面立体安定化によって直径が制御されて成長されることを特徴とする請求項１７に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項２１】
触媒ナノ粒子を提供する工程と、
前記触媒ナノ粒子の表面をシリコンを含む表面改質剤で処理する工程と、
シリコンを含む前記表面改質剤で処理された前記触媒ナノ粒子上に炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項２２】
前記炭素ナノチューブの直径は、前記触媒ナノ粒子の表面を処理することによって制御されることを特徴とする請求項２１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項２３】
前記触媒ナノ粒子は、鉄ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１に記載の炭素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、炭素ナノチューブに係り、特に、触媒ナノ粒子の表面を改善して触媒ナノ粒子上に成長される炭素ナノチューブの直径を均一に調節できる炭素ナノチューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素ナノチューブは直径が１〜５ｎｍであり、長さが数μｍから数百μｍに至るほど構造的に大きい非等方性を持つこととなる。このような炭素ナノチューブは、直径とキラリティー（Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）とによって導体あるいは半導体性質を持つことができることが知られている。これにより、多様な電子素子に炭素ナノチューブを活用しようとする研究が多く進行しつつある。
【０００３】
炭素ナノチューブは、例えば、アーク放電を利用する方法、レーザーを利用する方法、高温高圧の条件で一酸化炭素（ＣＯ）を利用する方法、または、熱化学気相蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）合成法のような方法で製造できる。
【０００４】
この時、ＣＶＤ方法により成長される炭素ナノチューブの直径は、触媒ナノ粒子の大きさに非常に強く依存している。ところが、触媒ナノ粒子は非常に強い表面自由エネルギーを表しており、これによって、ＣＶＤ成長に利用される工程温度で容易に凝集される傾向を示す。
【０００５】
触媒ナノ粒子は、体積に対する表面積の比が非常に高くて、バルクに比べて低い溶融点も持っており、これにより、炭素ナノチューブの成長時に使われる温度で凝集されうる。また、触媒ナノ粒子はこのような高温で凝集されようとする傾向があるので、触媒ナノ粒子の凝集現象は非常に容易に発生している。これにより、炭素ナノチューブの径が、使われた触媒ナノ粒子の大きさより大きな径に成長し得る。
【０００６】
このような触媒ナノ粒子の凝集を防止するために、活性の触媒ナノ粒子相互間に物理的に分離させる中性のナノ粒子を使用する方法が考えられる。また、触媒ナノ粒子を多孔性サポータに含浸（ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）させて凝集を防止する方法も考えられる。ところが、このような方法を炭素ナノチューブに応用するのに多くの制約があり、その活用に大きい制約を伴っている。
【０００７】
このような方法は、実質的に触媒ナノ粒子以外の他の第２の要素、例えば、中性ナノ粒子または多孔性サポータなどを導入しているので、このような第２の要素を合成された炭素ナノチューブから除去する過程が要求される。また、単位面積当たりの活性の触媒ナノ粒子の密度が低くて、結局合成される炭素ナノチューブの密度が低くなる。
【０００８】
そして、多孔性サポータは主に金属酸化物で構成されるが、金属酸化物は一般的に絶縁体である。したがって、電気的連結体としての炭素ナノチューブを応用するための、炭素ナノチューブを導電性サポータ上に成長させる要求に符合しない。したがって、炭素ナノチューブの成長時に触媒ナノ粒子の凝集現象を防止して、合成された炭素ナノチューブの直径を制御できる方法の開発が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、触媒ナノ粒子の凝集現象を防止できて、成長される炭素ナノチューブの直径を均一に制御できる炭素ナノチューブの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点は、触媒ナノ粒子を、シリコン元素を含有する分子物質の表面改質剤で表面改質処理する工程と、前記表面処理された触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
【００１１】
また、本発明の他の一観点は、触媒ナノ粒子を溶媒に分散させる工程と、前記分散液にシリコン元素を含有する分子物質の表面改質剤を添加して、前記分散された触媒ナノ粒子の表面を改善処理する工程と、前記分散液を基板上に塗布する工程と、前記分散液の塗布により前記基板上に堆積された前記触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含む炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明の他の一観点は、触媒ナノ粒子を溶媒に分散させる工程と、前記分散液にシリコン元素及びアミン官能基を含有する分子物質の表面改質剤を添加して前記分散された触媒ナノ粒子の表面を処理する工程と、前記分散液を基板上に塗布する工程と、前記分散液の塗布により前記基板上に堆積された前記触媒ナノ粒子上に、前記表面処理により直径が制御されるように炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含む炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
【００１３】
前記触媒ナノ粒子は、湿式化学的合成方法によりほぼ１５％以下の標準偏差を持つ大きさ分布の遷移金属のナノ粒子で形成されることを特徴とする炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
【００１４】
前記表面改質剤は、シラン基、シロキサン基及びシルセスキオキサン基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質である。
【００１５】
前記表面改質剤は、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２及び−ＳＨ官能基を含む一群から選択されるいずれか一つの官能基を少なくとも含む分子物質である。
【００１６】
前記表面改質剤は、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、以下、ＡＰＳ）を含む。
【００１７】
前記表面改質剤は、前記分散液に直接または溶液で添加されうる。
【００１８】
前記炭素ナノチューブを成長させる工程は、前記触媒ナノ粒子上に炭素ソースガスを提供して分解して、前記炭素ナノチューブを合成させるＣＶＤで行われうる。
【００１９】
前記ＣＶＤは、前記炭素ソースガスの分解を熱的に行う熱的ＣＶＤやプラズマ実行するプラズマ強化ＣＶＤである。
【００２０】
前記炭素ナノチューブは、前記表面改質剤の分解により前記触媒ナノ粒子の表面に堆積されるシリコン酸化物系の堆積物による表面立体安定化によって直径が制御されて成長されうる。
【００２１】
前記分散溶媒は、ｎ−へキサン、クロロホルム、トルエン、水及びエタノールを含む一群から選択されるいずれか一つを含む。
【００２２】
前記分散液を基板上に塗布する工程は、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレイコーティング及びパドルコーティングを含む一群から選択されるいずれか一つのコーティング方法で行われる。
【００２３】
前記基板は、ガラスまたはシリコン基板である。
【００２４】
前記基板は、Ａｕ、Ａｇ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＴａＮを含む一群から選択されたいずれか一つの導電物質を含む層を伴う基板である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、触媒ナノ粒子の表面を、シリコン元素を含有する表面改質剤、例えば、ＡＰＳを利用して表面処理して触媒ナノ粒子の表面を改善できる。ＡＰＳにより表面が改善された触媒ナノ粒子の表面には、炭素ナノチューブの合成時に立体安定化が具現され、これにより、炭素ナノチューブの直径が制御されうる。したがって、触媒ナノ粒子の凝集状態の発生を排除して均一な直径を持つ炭素ナノチューブを実質的に導電性膜質上に成長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は、色々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態によって限定されると解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものとして解釈されることが望ましい。
【００２７】
本発明の実施形態では、触媒ナノ粒子を製造する時に大きさを均一に調節するために湿式化学的合成方法を利用する。湿式化学的合成方法は、触媒粒子をナノサイズに均一に形成できる方法として知られている。これにより、本発明の実施形態で利用する触媒ナノ粒子は、均一なサイズ、例えば、約３ないし４．５ｎｍ直径の均一なサイズを持つことができる。
【００２８】
本発明の実施形態では、触媒ナノ粒子から成長される炭素ナノチューブの直径を制御するために、このような触媒ナノ粒子の表面に表面改質剤を結合させる技術を提示する。本発明の実施形態で提示する表面改質剤は、触媒ナノ粒子に結合されて分解されて触媒ナノ粒子の表面にシリコン酸化物系（ＳｉＯ２ ｂａｓｅｄ）の表面改質層を堆積させると理解されうる。
【００２９】
表面改質剤は、例えば、シリコン（Ｓｉ）元素を含む分子、例えば、ＡＰＳなどを利用できる。このようなＡＰＳのような表面改質剤は、アミン基を末端基として持っており、アミン基は、シラン基により触媒ナノ粒子の表面にシリコン酸化物の付着が調節される間、触媒ナノ粒子にＡＰＳ分子を結合させる役割を行う。
【００３０】
このような表面改質剤によるシリコン酸化物系の堆積層は、触媒ナノ粒子の表面に部分的に堆積されるので、結局触媒ナノ粒子の表面積を相対的に縮めて、炭素ナノチューブの成長を調節して成長される炭素ナノチューブの直径が大きくなることを抑制する効果を具現すると理解されうる。表面に表面改質剤が結合された触媒ナノ粒子上に炭素ナノチューブが成長する時、ＡＰＳ分子の分解により触媒ナノ粒子の表面に堆積されたシリコン系の堆積層部分は、実質的な触媒ナノ粒子の表面積を調節することによって、成長される炭素ナノチューブの直径を制御すると理解されうる。これにより、成長される炭素ナノチューブの直径は、実質的に触媒ナノ粒子の大きさに合わせて制御されうる。
【００３１】
図１ないし図３は、本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法を説明するために概略的に図示した図面である。
【００３２】
図１を参照すれば、湿式化学的合成方法によって均一なサイズ、例えば、約３ないし４．５ｎｍの大きさに均一に制御された触媒ナノ粒子１００を準備する。湿式化学的合成方法は、非常に均一に設定された大きさ、形態及び組成のナノ粒子を提供する方法と知られている。炭素ナノチューブの大きさは、触媒ナノ粒子１００の大きさに大きく依存してその直径が決定されるので、触媒ナノ粒子１００の大きさを均一にすることは非常に重要である。この時、触媒ナノ粒子１００の粒径分布は、１５％内に標準偏差を持つように調節されることが望ましい。
【００３３】
このような触媒ナノ粒子１００は、遷移金属のナノ粒子と理解されうる。遷移金属ナノ粒子は炭素元素が炭素ナノチューブに合成される反応で触媒の役割を行うと知られている。このような遷移金属ナノ粒子として、鉄（Ｆｅ）のナノ粒子を例として挙げることができる。
【００３４】
触媒ナノ粒子１００の表面を表面改質剤２００で処理する。この時、表面改質剤２００は、シリコン元素（Ｓｉ）を含有する分子物質と理解されうる。例えば、ＡＰＳをこのような表面改質剤２００として利用できる。
【００３５】
このような分子物質は、シリコン元素を含む作用基または官能基、例えば、シラン基、シロキサン基またはシルセスキオキサン基に追加として−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＳＨなどの官能基をさらに持つ分子と理解されうる。この時、シリコンを含有する官能基の数には制限がなく、少なくとも一つのシリコン含有官能基が含まれる分子は、このような表面改質剤２００として利用できる。
【００３６】
このような−ＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＳＨなどの官能基は、このような表面改質剤２００の分子が触媒ナノ粒子１００に結合されるように許容する役割を行うものと理解されうる。例えば、ＡＰＳの場合、シラン基が作用する間にアミン基が触媒ナノ粒子１００の表面にＡＰＳ ２００を結合させる役割を行う。このような結合は、化学的結合、共有結合やまたは弱い相互作用による結合、例えば、ファン・デル・ワールスの力（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）による結合と理解されうる。
【００３７】
触媒ナノ粒子１００に表面改質剤２００を結合させる過程は、まず触媒ナノ粒子１００を溶媒に分散させた分散液（ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）に実質的に純粋な表面改質剤２００を直接的に追加することによって行われうる。または、表面改質剤２００を適切な溶媒に溶かして形成した溶液を前記のナノ粒子分散液に添加することによって行われうる。この時、このような表面改質剤２００を溶液または直接ナノ粒子分散液に添加した後、表面改質剤２００が触媒ナノ粒子１００に結合されるように攪拌する過程などを伴うことができる。
【００３８】
この時、表面改質剤２００は、実質的に触媒ナノ粒子１００の表面に結合されるので、分散液に表面改質剤２００を添加する程度に実質的な制限はない。したがって、十分量の表面改質剤２００を導入してもよい。
【００３９】
図２を参照すれば、表面改質剤２００で処理されて改善された表面を持つ触媒ナノ粒子１００を基板３００上に堆積させる。この時、基板３００上の導電層４００上にこのような触媒ナノ粒子１００が堆積されうる。これは、電気的連結に炭素ナノチューブを利用する応用にさらに適しているためである。
【００４０】
導電層４００は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ、チタン窒化物（ＴｉＮ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）のような導電性物質層でありうる。このような導電層４００の導入なしに基板３００、例えば、シリコン基板またはガラス基板上にこのような触媒ナノ粒子１００が直接堆積されてもよい。
【００４１】
この時、表面改質剤２００で処理された触媒ナノ粒子１００が含まれた堆積液を準備し、この堆積液を利用してこのような堆積過程を行える。この時、堆積液は、前記分散液を利用できる。したがって、前記堆積液は触媒ナノ粒子２００を分散させる溶媒を含むことができ、このような溶媒は、ｎ−へキサン、クロロホルム、トルエン、水またはエタノールなどを利用できる。
【００４２】
このような堆積液（または分散液）を基板３００上に、溶液基盤コーティング技術を利用して塗布して、触媒ナノ粒子１００を基板３００上の導電層４００上に堆積させることができる。このようなコーティング技術として、スピンコーティング、ディップコーティング、パドルコーティングまたはスプレイコーティングなどを利用できる。
【００４３】
一方、表面改質剤２００が触媒ナノ粒子１００表面に結合されているので、触媒ナノ粒子１００が導電層４００または基板３００上に付着されることを助けるために、前記表面改質剤２００を構成する分子物質は、基板３００または導電層４００と結合できる末端官能基をさらに含むことができる。例えば、親水性官能基をさらに含んで構成できる。ＡＰＳは、親水性特性を持つので、シリコンなどの基板１００と結合できる特性を持つことができる。
【００４４】
図３を参照すれば、表面改質剤２００によって表面処理または改善された触媒ナノ粒子１００を導電層４００上に堆積させ、堆積された触媒ナノ粒子１００上に炭素ナノチューブ５００を成長させる。この時、炭素ナノチューブ５００の成長は、ＣＶＤ系の合成方法、例えば、熱的ＣＶＤまたはプラズマ強化で行われうる。
【００４５】
表面改質剤２００で表面処理された触媒ナノ粒子１００上に炭素ソースガス、例えば、アセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）を提供し、このような炭素ソースガスが分解される温度以上の温度、例えば、約６５０℃の温度を提供して炭素ナノチューブ５００を成長させる。プラズマを導入する場合、プラズマがこのような分解過程を促進するので、このような反応温度をさらに低くすることができる。
【００４６】
この時、成長される炭素ナノチューブ５００の直径は、触媒ナノ粒子１００の大きさに大きく依存するが、触媒ナノ粒子１００に結合された表面改質剤２００は、成長される炭素ナノチューブ５００の直径を制御する役割を行う。表面改質剤２００、例えば、ＡＰＳは、分解されてシリコン酸化物系の堆積物２０１を触媒ナノ粒子１００の表面に形成する。
【００４７】
ＡＰＳのアミン基は、シラン基によりシリコン酸化物系の堆積物２０１が付着される間、ＡＰＳを触媒ナノ粒子１００の表面に結合させる結合を提供する役割を行う。ＡＰＳが分解されることによって、シラン基のシリコンは、シリコン酸化物系の堆積物２０１として触媒ナノ粒子１００の表面に付着される。このようなシリコン酸化物堆積物２０１領域では、炭素ナノチューブ合成反応が進み難い。例えば、このようなシリコン酸化物堆積物２０１の表面では、炭素ラジカルまたは炭素元素の移動が抑制され、これにより炭素ナノチューブ５００の成長を抑制制御する。
【００４８】
触媒ナノ粒子１００の活性表面は、堆積物２０１の付着により実質的に縮小するように調節されるので、過多な炭素の反応によって触媒ナノ粒子１００が相互間に凝集される現象の発生を防止できる。すなわち、結合された表面改質剤２００により具現される、触媒ナノ粒子１００の表面での原子または分子の空間的（または立体的）配置に関する安定化により触媒ナノ粒子１００の凝集現象が抑制され、これにより炭素ナノチューブ５００の直径が制御される。
【００４９】
触媒ナノ粒子１００の凝集現象が抑制されるので、炭素ナノチューブ５００は触媒ナノ粒子１００の大きさに主に依存して決定される直径に成長されうる。これにより、炭素ナノチューブ５００は、実質的に触媒ナノ粒子１００の大きさと対等な直径を持つように成長合成されうる。触媒ナノ粒子１００は、湿式化学的合成方法によって非常に均一なサイズを持つように形成されたので、均一なサイズの触媒ナノ粒子１００上に成長される炭素ナノチューブ５００も非常に均一なサイズに合成される。
【００５０】
図４及び図５は、本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法の効果を説明するために撮影した炭素ナノチューブの走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）写真である。図４及び図５は、本発明の実施形態によってＡＰＳを表面処理した鉄（Ｆｅ）触媒ナノ粒子を利用して、約６５０℃の温度でＣ２Ｈ２ガスを提供する熱的ＣＶＤによって合成成長された炭素ナノチューブのＳＥＭ写真である。これに比べて、図６は、ＡＰＳを使用しない場合に合成成長された炭素ナノチューブ等のＳＥＭ写真である。
【００５１】
図４及び図５のＳＥＭ写真と図６のＳＥＭ写真とを比較すれば、ＡＰＳを使用して表面処理した触媒ナノ粒子を利用した場合、図６のＳＥＭ写真でより、炭素ナノチューブの直径がさらに微細で均一に、かつ高密度で成長したことが分かる。
【００５２】
以上、本発明を具体的な実施形態を通じて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当業者によりその変形や改良が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、炭素ナノチューブの関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法を説明するために概略的に示す図面である。
【図２】本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法を説明するために概略的に示す図面である。
【図３】本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法を説明するために概略的に示す図面である。
【図４】本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法の効果を説明するために撮影した炭素ナノチューブのＳＥＭ写真である。
【図５】本発明の実施形態による炭素ナノチューブの製造方法の効果を説明するために撮影した炭素ナノチューブのＳＥＭ写真である。
【図６】本発明の比較例として製造した炭素ナノチューブのＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  触媒ナノ粒子
２００  表面改質剤
２０１  堆積物
３００  基板
４００  導電層
５００  炭素ナノチューブ
【図１】
2007051058.tif 000003
【図２】
2007051058.tif 000004
【図３】
2007051058.tif 000005
【図４】
2007051058.tif 000006
【図５】
2007051058.tif 000007
【図６】
2007051058.tif 000008