JP2002293523A - Carbon nanotube film, carbon nanotube film-containing SiC substrate, carbon nanotube film, and methods for producing them - Google Patents
Carbon nanotube film, carbon nanotube film-containing SiC substrate, carbon nanotube film, and methods for producing themInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定方向に配向するカーボンナノチューブ
膜、カーボンナノチューブ膜含有SiC基板及びカーボ
ンナノチューブ膜体、並びに大面積で且つ低コストでこ
れらを製造する方法を提供する。
【解決手段】 本カーボンナノチューブ膜3は、基板1
上に炭化珪素からなる多結晶膜2を形成させ、その後、
炭化珪素多結晶膜2が形成された基板1を処理液に浸し
て炭化珪素多結晶膜2を基板から分離し、次いで真空中
において分離された炭化珪素多結晶膜体2aを炭化珪素
が分解して炭化珪素多結晶膜体の表面から珪素原子が失
われる温度に加熱することにより、炭化珪素から珪素原
子を除去して、炭化珪素結晶基部2bの表面から内部へ
成長形成される多数のカーボンナノチューブからなる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon nanotube film orientated in a predetermined direction, a carbon nanotube film-containing SiC substrate and a carbon nanotube film, and a method for manufacturing these at a large area and at low cost. SOLUTION: The carbon nanotube film 3 is formed on a substrate 1.
A polycrystalline film 2 made of silicon carbide is formed thereon, and thereafter,
Substrate 1 on which silicon carbide polycrystalline film 2 is formed is immersed in a processing solution to separate silicon carbide polycrystalline film 2 from the substrate, and then silicon carbide polycrystalline film body 2a separated in a vacuum is decomposed by silicon carbide. By heating to a temperature at which silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film, silicon atoms are removed from the silicon carbide, and a large number of carbon nanotubes are formed to grow from the surface of silicon carbide crystal base portion 2b to the inside. Consists of
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノチュ
ーブ膜、カーボンナノチューブ膜含有SiC基板、カー
ボンナノチューブ膜体及びそれらの製造方法に関し、更
に詳しくは、所定の方向に高配向するカーボンナノチュ
ーブ膜、カーボンナノチューブ膜含有SiC基板、カー
ボンナノチューブ膜体及びそれらの製造方法に関する。
本発明のカーボンナノチューブ膜、カーボンナノチュー
ブ膜含有SiC基板及びカーボンナノチューブ膜体は、
電子放出素子、ガス分離膜、磁性材料、超伝導材料、二
次電池の電極材料等に利用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon nanotube film, a carbon nanotube film-containing SiC substrate, a carbon nanotube film, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a carbon nanotube film highly oriented in a predetermined direction, The present invention relates to a film-containing SiC substrate, a carbon nanotube film, and a method for producing the same.
The carbon nanotube film of the present invention, a carbon nanotube film-containing SiC substrate and a carbon nanotube film body,
Used for electron-emitting devices, gas separation membranes, magnetic materials, superconducting materials, electrode materials for secondary batteries, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】カーボンナノチューブの配向膜を得る方
法としては大きく分けて2つに大別することができる。
1つは基板上にFe、Co及びNi等の触媒をコーティ
ングして、CVD(Chemical Vapor Deposition)法に
より垂直方向に伸びたカーボンナノチューブ配向膜を得
る方法であり、もう1つは炭化珪素単結晶を昇華分解す
ることにより、基板に対して垂直に伸びたカーボンナノ
チューブ配向膜を得る方法である(特願平9−8751
8号公報)。2. Description of the Related Art Methods for obtaining an alignment film of carbon nanotubes can be roughly divided into two methods.
One method is to coat a catalyst such as Fe, Co and Ni on a substrate to obtain a vertically oriented carbon nanotube alignment film by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the other is a silicon carbide single crystal. Is obtained by sublimating and decomposing a carbon nanotube alignment film extending perpendicular to the substrate (Japanese Patent Application No. 9-8751).
No. 8).
【0003】また、CVDを用いて、SOI(Silicon
on Insulator)基板上に炭化珪素単結晶を堆積させた
後、基板を剥離し、炭化珪素単結晶を昇華分解して、ナ
ノチューブの自立膜を得る方法も提案されている(特願
平10−282214号公報)。[0003] In addition, using a CVD, SOI (Silicon
A method has been proposed in which a silicon carbide single crystal is deposited on a substrate, the substrate is peeled off, and the silicon carbide single crystal is sublimated and decomposed to obtain a free-standing film of nanotubes (Japanese Patent Application No. 10-282214). No.).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒を
用いたCVD法の場合、比較的大面積のカーボンナノチ
ューブを得ることは可能であるが、チューブが曲がりや
すく、また、触媒として用いた金属がナノチューブ内部
に残るため、配向膜の品質に問題があった。一方、炭化
珪素単結晶を昇華分解してカーボンナノチューブ膜を得
る方法の場合、炭化珪素単結晶が高価で且つサイズが限
定されるといった問題があった。However, in the case of the CVD method using a catalyst, it is possible to obtain a carbon nanotube having a relatively large area, but the tube is easily bent and the metal used as the catalyst is a nanotube. Since it remains inside, there was a problem in the quality of the alignment film. On the other hand, the method of obtaining a carbon nanotube film by sublimating and decomposing a silicon carbide single crystal has a problem that the silicon carbide single crystal is expensive and its size is limited.
【0005】また、CVD法にてSOI基板上に炭化珪
素単結晶を堆積させ、昇華分解する方法では、市販され
ているSOI基板のSi活性層の膜厚、結晶性等をカー
ボンナノチューブの生成に都合のよいように最適化させ
る工程が必要で、大量生産には不向きであった。In a method of depositing a silicon carbide single crystal on an SOI substrate by a CVD method and sublimating and decomposing the silicon carbide single crystal, the thickness, crystallinity, etc., of a Si active layer of a commercially available SOI substrate are used to produce carbon nanotubes. A step of optimizing it was necessary, and was not suitable for mass production.
【0006】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であって、所定方向に配向するカーボンナノチューブ
膜、カーボンナノチューブ膜含有SiC基板及びカーボ
ンナノチューブ膜体、並びに大面積で且つ低コストでこ
れらを製造する方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a carbon nanotube film oriented in a predetermined direction, a carbon nanotube film-containing SiC substrate and a carbon nanotube film, and a large-area and low-cost carbon nanotube film. It is intended to provide a method of manufacturing.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。即ち、請求項1記載のカーボンナノチュ
ーブ膜は、基板上に炭化珪素からなる多結晶膜を形成さ
せ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該基板を
処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から分離
し、次いで真空中において分離された炭化珪素多結晶膜
体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表面か
ら珪素原子が失われる温度に加熱することにより、炭化
珪素から珪素原子を除去して、該炭化珪素多結晶膜体の
表面から内部へ成長形成される多数のカーボンナノチュ
ーブからなることを特徴とする。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention. That is, in the carbon nanotube film according to claim 1, a polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a processing solution to form the silicon carbide polycrystalline film. Separating the crystal film from the substrate, and then heating the separated silicon carbide polycrystalline film in vacuum to a temperature at which silicon carbide is decomposed and silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film. A plurality of carbon nanotubes formed by removing silicon atoms from silicon carbide and growing from the surface to the inside of the silicon carbide polycrystalline film.
【0008】また、請求項5記載のカーボンナノチュー
ブ膜の製造方法は、基板上に炭化珪素からなる多結晶膜
を形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された
該基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板か
ら分離し、次いで真空中において分離された炭化珪素多
結晶膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の
表面から珪素原子が失われる温度に加熱することによ
り、炭化珪素から珪素原子を除去して、該炭化珪素多結
晶膜体の表面から内部へ成長形成される多数のカーボン
ナノチューブからなるカーボンナノチューブ膜を形成す
ることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a carbon nanotube film, comprising forming a polycrystalline film made of silicon carbide on a substrate, and then applying the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed to a treatment liquid. Immersion to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate, and then decompose the silicon carbide polycrystalline film separated in a vacuum to cause silicon atoms to be lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film. By heating to a temperature, silicon atoms are removed from the silicon carbide to form a carbon nanotube film composed of a large number of carbon nanotubes grown and formed from the surface to the inside of the silicon carbide polycrystalline film. .
【0009】炭化珪素多結晶膜が形成される上記基板を
構成する材料は、上記炭化珪素多結晶膜が形成される際
に炭化珪素と反応しにくいものであれば特に限定されな
い。また、上記基板を構成する材料の融点は、好ましく
は600℃以上、より好ましくは800℃以上、但し、
上限は、通常4000℃である。上記基板を構成する材
料の融点が低すぎると炭化珪素堆積中に基板の変形や融
解が発生するため、好ましくない。The material constituting the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is not particularly limited as long as it does not easily react with silicon carbide when the silicon carbide polycrystalline film is formed. Further, the melting point of the material constituting the substrate is preferably 600 ° C. or more, more preferably 800 ° C. or more, provided that
The upper limit is usually 4000 ° C. If the melting point of the material constituting the substrate is too low, the substrate is deformed or melted during silicon carbide deposition, which is not preferable.
【0010】更に、上記基板を構成する材料は、炭化珪
素との熱膨張係数差が6×10-6(/℃)未満のものが
好ましい。より好ましくは3×10-6(/℃)未満であ
る。炭化珪素との熱膨張係数差が0でもよい。この熱膨
張係数差が大きいと基板をエッチングした時に炭化珪素
膜に亀裂が生じる可能性がある。上記基板を構成する材
料の例としては、ガラス、Al、Ti、Cr、Gd、G
e、Hf、La、Mo、Nb、Pt、Rh、Ta、W、
Vあるいはこれらの金属元素含む合金等が挙げられる。
これらのうち、ガラス、Ti、Mo、Wが好ましい。Further, the material forming the substrate preferably has a difference in thermal expansion coefficient from silicon carbide of less than 6 × 10 −6 (/ ° C.). More preferably, it is less than 3 × 10 −6 (/ ° C.). The difference in thermal expansion coefficient from silicon carbide may be zero. If this difference in thermal expansion coefficient is large, cracks may occur in the silicon carbide film when the substrate is etched. Examples of the material constituting the substrate include glass, Al, Ti, Cr, Gd, and G.
e, Hf, La, Mo, Nb, Pt, Rh, Ta, W,
V or an alloy containing these metal elements.
Of these, glass, Ti, Mo, and W are preferred.
【0011】上記基板の厚さは特に限定されないが、好
ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以
下である。基板の厚さが薄いほど、炭化珪素多結晶膜へ
の残留応力は小さく、エッチング工程での作業時間を短
縮できるからである。一方、厚すぎると炭化珪素多結晶
膜への残留応力が増加し、膜の割れが発生したり、炭化
珪素多結晶膜と基板を分離する工程における作業時間が
長くなり、好ましくない。The thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably not more than 500 μm, more preferably not more than 100 μm. This is because the smaller the thickness of the substrate, the smaller the residual stress on the silicon carbide polycrystalline film and the shorter the operation time in the etching step. On the other hand, if the thickness is too large, the residual stress on the silicon carbide polycrystalline film increases, and the film is cracked or the operation time in the step of separating the silicon carbide polycrystalline film from the substrate is undesirably long.
【0012】上記炭化珪素多結晶膜は、例えば、気相成
長法、液相成長法等により基板上に形成することができ
る。これらのうち、気相成長法が好ましく、例えば、C
VD法、MBE法及びスパッタ法等が挙げられるが、C
VD法及びスパッタ法が好ましい。また、上記炭化珪素
多結晶膜をCVD法により製造する場合の成膜温度は炭
化珪素の結晶性を損なわない条件内でなるべく低い温度
が好ましく、通常、250〜800℃である。The silicon carbide polycrystalline film can be formed on a substrate by, for example, a vapor phase growth method, a liquid phase growth method, or the like. Of these, the vapor phase growth method is preferred.
VD method, MBE method, sputtering method, and the like.
VD and sputtering are preferred. When the silicon carbide polycrystalline film is manufactured by the CVD method, the film forming temperature is preferably as low as possible within a condition that does not impair the crystallinity of silicon carbide, and is usually from 250 to 800 ° C.
【0013】上記炭化珪素多結晶膜の表面は、結晶面が
いろいろな方位を向いた状態になっている。上記基板に
対して垂直に配向したカーボンナノチューブ膜を得るた
めには、上記炭化珪素がα−SiCである場合、(00
01)面に配向していることが好ましく、β−SiCの
場合は(111)面に配向していることが好ましい。上
記気相成長法により炭化珪素多結晶膜を製造すると、α
−SiCの場合、(0001)面に、また、β−SiC
の場合は(111)面に配向するように炭化珪素膜を形
成させることが容易にできる。The surface of the silicon carbide polycrystalline film is in a state where the crystal faces are oriented in various directions. In order to obtain a carbon nanotube film oriented perpendicular to the substrate, when the silicon carbide is α-SiC, (00
In the case of β-SiC, it is preferably oriented in the (111) plane. When a silicon carbide polycrystalline film is manufactured by the above-mentioned vapor phase growth method, α
-SiC, the (0001) plane and β-SiC
In this case, the silicon carbide film can be easily formed so as to be oriented to the (111) plane.
【0014】上記炭化珪素多結晶膜の膜厚はカーボンナ
ノチューブの長さと比例関係にあるので、例えば、CV
D法で製造する場合、成長時間をコントロールすること
により、カーボンナノチューブの長さを容易に制御する
ことができる。The thickness of the silicon carbide polycrystalline film is proportional to the length of the carbon nanotube.
When manufacturing by the method D, the length of the carbon nanotube can be easily controlled by controlling the growth time.
【0015】上記基板上に形成された炭化珪素多結晶膜
は、処理液に浸すことによって基板を腐食あるいは溶解
し、分離することができる。上記処理液としては炭化珪
素膜を損わないものであれば特に限定されないが、酸又
はアルカリの処理液が好ましく、基板の材料を腐食しや
すい腐食液等が特に好ましく用いられる。上記基板がガ
ラスである場合、腐食液としてフッ化水素酸溶液及びフ
ッ化アンモニウム溶液等を使用することができる。但
し、溶融酸化ナトリウム溶液、炭酸ナトリウム・硝酸カ
リウム混合液等は炭化珪素膜にダメージを与えるため好
ましくない。The silicon carbide polycrystalline film formed on the substrate can be separated by corroding or dissolving the substrate by immersing it in a processing solution. The treatment liquid is not particularly limited as long as it does not damage the silicon carbide film, but an acid or alkali treatment liquid is preferable, and a corrosive liquid that easily corrodes the material of the substrate is particularly preferably used. When the substrate is glass, a hydrofluoric acid solution, an ammonium fluoride solution, or the like can be used as the etchant. However, a molten sodium oxide solution, a mixed solution of sodium carbonate and potassium nitrate and the like are not preferable because they damage the silicon carbide film.
【0016】本発明において、カーボンナノチューブ膜
は、分離した炭化珪素多結晶膜体を真空中において加熱
すると、Siが酸化されてSiOとして蒸発し、残った
Cが筒状のチューブ構造をとって配列することで製造さ
れる。また、本カーボンナノチューブ膜は、炭化珪素の
分解により珪素原子を除去可能な限りにおいて、真空度
及び加熱温度が特に限定されることなく得ることができ
る。好ましい真空度は10-3〜10-9Torr(より好
ましくは10-5〜10 -9Torr)である。また、好ま
しい加熱温度は、1200〜2000℃(より好ましく
は1400〜1800℃)である。加熱温度が高すぎる
と形成されたカーボンナノチューブどうしが食い合うこ
とにより、一部のチューブが他を吸収して大きく成長す
る場合があり、カーボンナノチューブのサイズを制御す
ることが困難になる。また、真空度及び加熱温度が高す
ぎると、SiCから珪素原子が失われる速度が大きいた
め、カーボンナノチューブの配向が乱れやすくなるとと
もに径が大きくなる傾向があり、カーボン自身もCOと
なり蒸発し、カーボンナノチューブ膜厚も薄くなり、更
に消失してしまい、乱れたグラファイト層が形成されて
しまい好ましくない。上記炭化珪素多結晶膜体を加熱す
る手段としては特に限定されず、電気炉、レーザービー
ム照射、直接通電加熱、赤外線照射加熱、マイクロ波加
熱及び高周波加熱等の手段によることができる。In the present invention, the carbon nanotube film
Heats the separated silicon carbide polycrystalline film in vacuum
Then, Si was oxidized and evaporated as SiO, and remained.
C is manufactured by arranging it in a tubular tube structure.
It is. The carbon nanotube film is made of silicon carbide.
Vacuum degree as long as silicon atoms can be removed by decomposition
And the heating temperature can be obtained without particular limitation
You. Preferred vacuum is 10-3-10-9Torr (more good
Preferably 10-Five-10 -9Torr). Also preferred
New heating temperature is 1200-2000 ° C (more preferable)
Is 1400 to 1800 ° C). Heating temperature is too high
And the formed carbon nanotubes mesh with each other
With this, some tubes absorb others and grow larger
Control the size of carbon nanotubes.
It becomes difficult. In addition, the degree of vacuum and heating temperature increase.
The rate at which silicon atoms are lost from SiC increases.
If the orientation of carbon nanotubes is likely to be disordered,
The diameter tends to be large, and carbon itself is also CO
And the carbon nanotubes become thinner,
Disappeared, forming a disordered graphite layer
It is not preferable. Heating the polycrystalline silicon carbide film
There are no particular limitations on the means for
Irradiation, direct current heating, infrared irradiation heating, microwave heating
Means such as heat and high frequency heating can be used.
【0017】請求項6記載のカーボンナノチューブ膜含
有SiC基板は、基板上に炭化珪素からなる多結晶膜を
形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該
基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から
分離し、分離された炭化珪素多結晶膜体を、真空中にお
いて該炭化珪素多結晶基板を珪素原子が失われる温度に
加熱することにより得られたカーボンナノチューブ膜
と、該カーボンナノチューブ膜の下方に位置する炭化珪
素多結晶基部と、を備えることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the SiC substrate containing a carbon nanotube film, a polycrystalline film made of silicon carbide is formed on the substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a processing solution. The carbon nanotubes obtained by separating the silicon carbide polycrystal film from the substrate and heating the separated silicon carbide polycrystal film body in a vacuum to a temperature at which silicon atoms are lost. And a silicon carbide polycrystalline base located below the carbon nanotube film.
【0018】また、請求項10記載のカーボンナノチュ
ーブ膜含有SiC基板の製造方法は、基板上に炭化珪素
からなる多結晶膜を形成させ、その後、該炭化珪素多結
晶膜が形成された該基板を処理液に浸して該炭化珪素多
結晶膜を該基板から分離し、分離された炭化珪素多結晶
膜体を、真空中において該炭化珪素多結晶基板を珪素原
子が失われる温度に加熱することにより得られたカーボ
ンナノチューブ膜と、該カーボンナノチューブ膜の下方
に位置する炭化珪素多結晶基部と、を備えたことを特徴
とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a carbon nanotube film-containing SiC substrate, a polycrystalline film made of silicon carbide is formed on the substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is formed. The silicon carbide polycrystalline film is separated from the substrate by immersion in a treatment liquid, and the separated silicon carbide polycrystalline film body is heated in a vacuum to a temperature at which silicon atoms are lost. It is characterized by comprising the obtained carbon nanotube film, and a silicon carbide polycrystalline base located below the carbon nanotube film.
【0019】本カーボンナノチューブ膜含有SiC基板
は、前記カーボンナノチューブ膜における記載と同様の
方法で製造することができる。また、上記基板に対して
垂直に配向したカーボンナノチューブ膜を得るために
は、上記炭化珪素がα−SiCである場合、(000
1)面に配向していることが好ましく、β−SiCの場
合は(111)面に配向していることが好ましい。本カ
ーボンナノチューブ膜付きSiC基板は、上記炭化珪素
多結晶膜体の一方の面だけにカーボンナノチューブ膜を
有するものだけでなく、表面と裏面の両方にカーボンナ
ノチューブ膜を有するものとすることができる。The carbon nanotube film-containing SiC substrate can be manufactured by the same method as described for the carbon nanotube film. In order to obtain a carbon nanotube film oriented perpendicular to the substrate, when the silicon carbide is α-SiC, (000
It is preferably oriented in the 1) plane. In the case of β-SiC, it is preferably oriented in the (111) plane. The present SiC substrate with a carbon nanotube film can have not only a silicon nanotube polycrystalline film having a carbon nanotube film on only one surface but also a carbon nanotube film on both the front surface and the back surface.
【0020】請求項11記載のカーボンナノチューブ膜
体は、基板上に炭化珪素からなる多結晶膜を形成させ、
その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該基板を処理
液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から分離し、次
いで真空中において分離された炭化珪素多結晶膜体を炭
化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表面から珪素
原子が失われる温度に加熱することにより、炭化珪素か
ら珪素原子を完全に除去して、多数のカーボンナノチュ
ーブからなることを特徴とする。[0020] In the carbon nanotube film according to the eleventh aspect, a polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate,
Thereafter, the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a processing liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate, and then the silicon carbide polycrystalline film separated in vacuum is coated with silicon carbide. By heating to a temperature at which silicon atoms are lost from the surface of the polycrystalline silicon carbide film by decomposition, silicon atoms are completely removed from the silicon carbide, and the silicon carbide polycrystalline film is composed of a large number of carbon nanotubes.
【0021】また、請求項15記載のカーボンナノチュ
ーブ膜体の製造方法は、基板上に炭化珪素からなる多結
晶膜を形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成さ
れた該基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基
板から分離し、次いで真空中において分離された炭化珪
素多結晶膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜
体の表面から珪素原子が失われる温度に加熱することに
より、炭化珪素から珪素原子を完全に除去して、多数の
カーボンナノチューブのみからなるカーボンナノチュー
ブ膜体を形成することを特徴とする。Further, in the method of manufacturing a carbon nanotube film according to a fifteenth aspect, a polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is treated with a processing solution. To separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate, and then decompose the silicon carbide polycrystalline film separated in a vacuum to cause silicon atoms to be lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film. By heating the film to a temperature at which the carbon atoms are removed, silicon atoms are completely removed from the silicon carbide to form a carbon nanotube film composed of only a large number of carbon nanotubes.
【0022】本カーボンナノチューブ膜体は、前記カー
ボンナノチューブ膜の製造方法における記載と同様の方
法で製造することができる。また、膜体に対して垂直に
配向したカーボンナノチューブ膜を得るためには、上記
炭化珪素がα−SiCである場合、(0001)面に配
向していることが好ましく、β−SiCの場合は(11
1)面に配向していることが好ましい。The carbon nanotube film of the present invention can be manufactured by the same method as described in the method of manufacturing the carbon nanotube film. Further, in order to obtain a carbon nanotube film oriented perpendicular to the film body, when the silicon carbide is α-SiC, it is preferable that the silicon carbide is oriented on the (0001) plane, and when the silicon carbide is β-SiC, (11
1) It is preferably oriented in the plane.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。 実施例1 実施例1の製造方法の概略図を図1に示す。基板1とし
て表面を鏡面研磨したガラス板を用いた。まず、マイク
ロ波プラズマCVD法により炭化珪素多結晶体を厚さ2
00μmとなるように堆積させた。基板をエタノール、
続いてアセトンにて超音波洗浄を行って脱脂した後、反
応管の中に入れて、水素プラズマ中で525℃で30分
間加熱した。この時のマイクロ波出力は400Wであっ
た。基板温度が安定した後、原料ガスを導入し、成膜を
開始した。Cの原料ガスとしてCH3Clを、Siの原
料ガスとしてSiH4を使用した。原料ガスは水素で1
0%に希釈・充填したボンベから供給され、反応室へ入
る前にキャリアガスの水素と混合した。各ガス流量はH
2が99sccm、SiH4が0.41sccm、CH 3
Clが0.51sccmであった。炭化珪素多結晶膜2
を約0.2μm堆積させた後、基板を取り出した。X線
回折によると、β−SiC(111)のピークが支配的
であった。また、高速電子線回折では<111>配向に
よるスポットが確認された。従って、堆積した膜2はβ
−SiCで<111>に強く配向しているものと考え
た。その後、基板をNH4F溶液に浸し、基板を溶解
(エッチング)させて、炭化珪素多結晶膜を分離した。
そして、真空中(1×10-4Torr)、1700℃、
30分の条件で炭化珪素を昇華分解させた。基板上の膜
を透過型電子顕微鏡で観察したところ、図2に示すよう
な基板に対して垂直に配向したカーボンナノチューブ膜
3を得ることができた。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
This will be described specifically. Example 1 FIG. 1 shows a schematic view of the manufacturing method of Example 1. Substrate 1
A glass plate whose surface was mirror-polished was used. First, the microphone
Silicon carbide polycrystalline material having a thickness of 2
It was deposited to a thickness of 00 μm. Substrate ethanol,
Then, after ultrasonic cleaning with acetone and degreasing,
30 minutes in hydrogen plasma at 525 ° C in hydrogen plasma
For a while. The microwave output at this time was 400W.
Was. After the substrate temperature stabilizes, the source gas is introduced and the film is formed.
Started. CH as source gas for CThreeCl is the source of Si
SiH as feed gasFourIt was used. The source gas is hydrogen
Supplied from a cylinder diluted and filled to 0%, and entered into the reaction chamber
Before mixing with hydrogen of the carrier gas. Each gas flow rate is H
TwoIs 99sccm, SiHFourIs 0.41 sccm, CH Three
Cl was 0.51 sccm. Silicon carbide polycrystalline film 2
Was deposited by about 0.2 μm, and then the substrate was taken out. X-ray
According to the diffraction, the peak of β-SiC (111) is dominant.
Met. Also, in high-speed electron diffraction, the <111> orientation
Spots were confirmed. Therefore, the deposited film 2 has β
-It is thought that SiC is strongly oriented to <111>.
Was. After that, the substrate is NHFourImmerse in F solution and dissolve substrate
(Etching) to separate the silicon carbide polycrystalline film.
Then, in a vacuum (1 × 10-FourTorr), 1700 ° C,
Silicon carbide was sublimated and decomposed under the conditions of 30 minutes. Film on substrate
Was observed with a transmission electron microscope, as shown in FIG.
Oriented carbon nanotube film perpendicular to a transparent substrate
3 was obtained.
【0024】実施例2 基板として表面を鏡面研磨したTi6Al4V板を用い
た。まず、マイクロ波プラズマCVD法により炭化珪素
多結晶体を厚さ200μmとなるように堆積させた。基
板をエタノール、続いてアセトンにて超音波洗浄を行っ
て脱脂した後、反応管の中に入れて、水素プラズマ中で
360℃で30分間加熱した。この時のマイクロ波出力
は200Wであった。基板温度が安定した後、原料ガス
を導入し、成膜を開始した。Cの原料ガスとしてCH3
Clを、Siの原料ガスとしてSiH4を使用した。原
料ガスは水素で10%に希釈・充填したボンベから供給
され、反応室へ入る前にキャリアガスの水素と混合し
た。各ガス流量はH2が110sccm、SiH4が0.
41sccm、CH3Clが0.77sccmであっ
た。膜を約0.5μm堆積させた後、基板を取り出し
た。X線回折によると、図3に示すようにβ−SiC
(111)のピークが支配的であった。また、高速電子
線回折では<111>配向によるスポットが確認され
た。従って、堆積した膜はβ−SiCで<111>に強
く配向しているものと考えた。その後、基板を濃度19
規定の硫酸に浸し、基板を溶解させて、炭化珪素膜を分
離した。そして、真空中(1×10-4Torr)、17
00℃、30分の条件で炭化珪素を昇華分解させた。基
板上の膜を透過型電子顕微鏡で観察したところ、基板に
対して垂直に配向したカーボンナノチューブ膜を得るこ
とができた。Example 2 A Ti 6 Al 4 V plate having a mirror-polished surface was used as a substrate. First, a silicon carbide polycrystal was deposited to a thickness of 200 μm by microwave plasma CVD. The substrate was degreased by ultrasonic cleaning with ethanol and then acetone, and then placed in a reaction tube and heated at 360 ° C. for 30 minutes in hydrogen plasma. At this time, the microwave output was 200 W. After the substrate temperature was stabilized, a source gas was introduced, and film formation was started. CH 3 as source gas for C
Cl was used and SiH 4 was used as a Si source gas. The source gas was supplied from a cylinder diluted and filled to 10% with hydrogen, and was mixed with hydrogen of the carrier gas before entering the reaction chamber. Each gas flow rate was 110 sccm for H 2 and 0.1 for SiH 4 .
41 sccm and 0.73 sccm of CH 3 Cl. After depositing a film of about 0.5 μm, the substrate was taken out. According to X-ray diffraction, as shown in FIG.
The (111) peak was dominant. In addition, spots due to <111> orientation were confirmed by high-speed electron diffraction. Therefore, it was considered that the deposited film was strongly oriented to <111> in β-SiC. Thereafter, the substrate is exposed to a concentration of 19
The substrate was dissolved in specified sulfuric acid to dissolve the substrate, and the silicon carbide film was separated. Then, in a vacuum (1 × 10 −4 Torr), 17
Silicon carbide was sublimated and decomposed at 00 ° C. for 30 minutes. Observation of the film on the substrate with a transmission electron microscope revealed that a carbon nanotube film oriented perpendicular to the substrate could be obtained.
【0025】実施例3 基板として表面を鏡面研磨したAl板を用いた。まず、
マイクロ波プラズマCVD法により炭化珪素多結晶体を
厚さ500μmとなるように堆積させた。基板をエタノ
ール、続いてアセトンにて超音波洗浄を行って脱脂した
後、反応管の中に入れて、水素プラズマ中で300℃で
30分間加熱した。この時のマイクロ波出力は180W
であった。基板温度が安定した後、原料ガスを導入し、
成膜を開始した。Cの原料ガスとしてCH3Clを、S
iの原料ガスとしてSiH4を使用した。原料ガスは水
素で10%に希釈・充填したボンベから供給され、反応
室へ入る前にキャリアガスの水素と混合した。各ガス流
量はH2が110sccm、SiH4が0.41scc
m、CH3Clが0.77sccmであった。膜を約
0.5μm堆積させた後、基板を取り出した。X線回折
によると、図4に示すようにβ−SiC(200)の回
折ピークが見られたものの、β−SiC(111)のピ
ークが支配的であった。また、高速電子線回折では<1
11>配向によるスポットが確認された。従って、堆積
した膜はβ−SiCで<111>に強く配向しているも
のと考えた。その後、基板を濃度19規定の硫酸に浸
し、基板を溶解させて、炭化珪素膜を分離した。そし
て、真空中(1×10-4Torr)、1700℃、30
分の条件で炭化珪素を昇華分解させた。基板上の膜を透
過型電子顕微鏡で観察したところ、基板に対して垂直に
配向したカーボンナノチューブ膜を得ることができた。Example 3 An Al plate whose surface was mirror-polished was used as a substrate. First,
A silicon carbide polycrystal was deposited to a thickness of 500 μm by microwave plasma CVD. The substrate was degreased by ultrasonic cleaning with ethanol and then with acetone, and then placed in a reaction tube and heated at 300 ° C. for 30 minutes in hydrogen plasma. The microwave output at this time is 180W
Met. After the substrate temperature stabilizes, source gas is introduced,
Film formation was started. CH 3 Cl as a raw material gas of C, S
SiH 4 was used as a source gas for i. The raw material gas was supplied from a cylinder diluted and filled to 10% with hydrogen, and mixed with hydrogen of the carrier gas before entering the reaction chamber. Each gas flow rate is 110 sccm for H 2 and 0.41 scc for SiH 4
m, CH 3 Cl was 0.77 sccm. After depositing a film of about 0.5 μm, the substrate was taken out. According to the X-ray diffraction, although the diffraction peak of β-SiC (200) was observed as shown in FIG. 4, the peak of β-SiC (111) was dominant. In high-speed electron diffraction, <1
11> A spot due to orientation was confirmed. Therefore, it was considered that the deposited film was strongly oriented to <111> in β-SiC. Thereafter, the substrate was immersed in sulfuric acid having a concentration of 19 N to dissolve the substrate and separate the silicon carbide film. Then, in a vacuum (1 × 10 −4 Torr), 1700 ° C., 30
The silicon carbide was sublimated and decomposed under the conditions of minutes. Observation of the film on the substrate with a transmission electron microscope revealed that a carbon nanotube film oriented perpendicular to the substrate could be obtained.
【0026】実施例の効果 上記実施例で示したように、多種類の基板を利用して、
カーボンナノチューブ配向膜を容易に製造することがで
きた。このようにして製造されたカーボンナノチューブ
膜はカーボンナノチューブの優れた機能特性を最大限に
引き出すことが可能であると考えられる。Effects of the embodiment As shown in the above embodiment, using various types of substrates,
The carbon nanotube alignment film was easily manufactured. It is considered that the carbon nanotube film manufactured in this manner can maximize the excellent functional characteristics of the carbon nanotube.
【0027】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変
更した実施例とすることができる。例えば、カーボンナ
ノチューブ膜含有SiC基板及びカーボンナノチューブ
膜体にセラミックス、金属等からなる支持板を接合させ
て利用することができる。この場合、カーボンナノチュ
ーブ膜、炭化珪素多結晶膜、支持板の3層構造であって
もよいし、カーボンナノチューブ膜及び支持板の2層構
造であってもよい。更には、カーボンナノチューブ膜体
の両側を2枚の支持板で覆ったものでもよい。これらの
形態は、板状、フィルム状、筒状等いずれでもよく、そ
の表面も平滑面でも凹凸面でもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but may be variously modified within the scope of the present invention according to the purpose and application. For example, a carbon nanotube film-containing SiC substrate and a carbon nanotube film can be used by bonding a support plate made of ceramics, metal, or the like. In this case, it may have a three-layer structure of a carbon nanotube film, a silicon carbide polycrystalline film, and a support plate, or may have a two-layer structure of a carbon nanotube film and a support plate. Further, the both sides of the carbon nanotube film body may be covered with two support plates. These forms may be any of a plate shape, a film shape, a cylindrical shape, and the like, and the surface may be a smooth surface or an uneven surface.
【0028】尚、カーボンナノチューブ、カーボンナノ
チューブ膜含有SiC基板及びカーボンナノチューブ膜
体は、真空中における加熱だけでなく、酸素を含有する
雰囲気における加熱によっても得ることができる。この
「酸素を含有する雰囲気」としては常圧下における不活
性ガス雰囲気が好ましい。この不活性ガス雰囲気におい
て含有する際の酸素量は特に限定されないが、好ましく
は3%以下、より好ましくは1%以下である。但し、下
限は通常0.1%である。酸素量が多すぎるとカーボン
ナノチューブがエッチングされるため、好ましくない。
尚、上記不活性ガスとしては、He及びAr等が挙げら
れるが、Arが好ましく用いられる。真空の代わりに微
量酸素を含む不活性ガス中であってもSiOが蒸発する
ので同様な作用がある。The carbon nanotubes, the carbon nanotube film-containing SiC substrate and the carbon nanotube film can be obtained not only by heating in a vacuum but also by heating in an atmosphere containing oxygen. The "oxygen-containing atmosphere" is preferably an inert gas atmosphere under normal pressure. The amount of oxygen contained in the inert gas atmosphere is not particularly limited, but is preferably 3% or less, more preferably 1% or less. However, the lower limit is usually 0.1%. If the amount of oxygen is too large, the carbon nanotubes are etched, which is not preferable.
The inert gas includes He and Ar, but Ar is preferably used. Even in an inert gas containing a trace amount of oxygen instead of a vacuum, the same effect is obtained because SiO evaporates.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明のカーボンナノチューブ膜及びカ
ーボンナノチューブ膜含有SiC基板は、カーボンナノ
チューブが炭化珪素多結晶膜に対して垂直配向されてい
るので、大面積の膜としたときに有用である。また、本
発明のカーボンナノチューブ膜の製造方法及びカーボン
ナノチューブ膜含有SiC基板の製造方法によれば、基
板に対して垂直配向したカーボンナノチューブ膜を大面
積で且つ容易に作製することができる。特に、原料であ
る炭化珪素多結晶膜を得るためにエピタキシャル成長さ
せる必要がないので、堆積時の炭化珪素と反応性が低
く、エッチング工程で炭化珪素膜と分離させることが可
能な基板であればアモルファス材料、金属材料等多くの
ものが使用可能であり、高価な単結晶ウェハーを使用す
る必要はない。従って、従来技術と比較して大幅な製造
コストの削減が可能である。また、炭化珪素多結晶膜の
面積が大きくてもカーボンナノチューブの配向性が乱れ
ることのないカーボンナノチューブ膜を得ることが可能
である。更に、本発明のカーボンナノチューブ膜体によ
れば、カーボンナノチューブのみの集合体であるため、
その特性を生かし、ガス分離膜等に非常に有用である。The carbon nanotube film and the carbon nanotube film-containing SiC substrate of the present invention are useful for forming a large-area film because the carbon nanotubes are vertically oriented with respect to the silicon carbide polycrystalline film. Moreover, according to the method for producing a carbon nanotube film and the method for producing a carbon nanotube film-containing SiC substrate of the present invention, a carbon nanotube film vertically oriented with respect to the substrate can be easily produced with a large area. In particular, since it is not necessary to perform epitaxial growth in order to obtain a silicon carbide polycrystalline film as a raw material, an amorphous substrate is used as long as it has low reactivity with silicon carbide during deposition and can be separated from the silicon carbide film in the etching step. Many materials such as materials and metal materials can be used, and there is no need to use expensive single crystal wafers. Therefore, the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the related art. Further, it is possible to obtain a carbon nanotube film in which the orientation of the carbon nanotube is not disturbed even if the area of the silicon carbide polycrystalline film is large. Furthermore, according to the carbon nanotube film of the present invention, since it is an aggregate of only carbon nanotubes,
Utilizing its characteristics, it is very useful for gas separation membranes.
【図1】実施例1のカーボンナノチューブ膜の製造方法
を示す模式的説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a method for manufacturing a carbon nanotube film of Example 1.
【図2】実施例1のカーボンナノチューブ膜の断面の透
過電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is a transmission electron micrograph of a cross section of the carbon nanotube film of Example 1.
【図3】実施例2の炭化珪素膜のX線回折パターンであ
る。FIG. 3 is an X-ray diffraction pattern of a silicon carbide film of Example 2.
【図4】実施例3の炭化珪素膜のX線回折パターンであ
る。FIG. 4 is an X-ray diffraction pattern of a silicon carbide film of Example 3.
1;基板、2;炭化珪素多結晶膜、2a;炭化珪素多結
晶膜体、2b;炭化珪素多結晶基部、3;カーボンナノ
チューブ膜。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Substrate, 2; Silicon carbide polycrystal film, 2a; Silicon carbide polycrystal film body, 2b; Silicon carbide polycrystal base, 3: Carbon nanotube film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G046 CA00 CB03 CC02 CC03 CC06 4K030 AA03 AA06 AA09 AA17 BA37 BB03 CA02 CA06 DA03 DA08 FA01 JA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G046 CA00 CB03 CC02 CC03 CC06 4K030 AA03 AA06 AA09 AA17 BA37 BB03 CA02 CA06 DA03 DA08 FA01 JA10
Claims (15)
成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該基
板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から分
離し、次いで真空中において分離された炭化珪素多結晶
膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表面
から珪素原子が失われる温度に加熱することにより、炭
化珪素から珪素原子を除去して、該炭化珪素多結晶膜体
の表面から内部へ成長形成される多数のカーボンナノチ
ューブからなることを特徴とするカーボンナノチューブ
膜。A polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and then the substrate on which the polycrystalline silicon carbide film is formed is immersed in a processing liquid to separate the polycrystalline silicon carbide film from the substrate. And then heating the silicon carbide polycrystalline film separated in vacuum to a temperature at which silicon carbide is decomposed and silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film, thereby converting silicon atoms from silicon carbide. A carbon nanotube film comprising a large number of carbon nanotubes formed by removing and growing from the surface to the inside of the silicon carbide polycrystalline film.
カーボンナノチューブが(0001)面に対して垂直に
配向している請求項1記載のカーボンナノチューブ膜。2. When the silicon carbide is α-SiC,
The carbon nanotube film according to claim 1, wherein the carbon nanotubes are oriented perpendicular to the (0001) plane.
カーボンナノチューブが(111)面に対して垂直に配
向している請求項1記載のカーボンナノチューブ膜。3. When the silicon carbide is β-SiC,
The carbon nanotube film according to claim 1, wherein the carbon nanotubes are oriented perpendicular to the (111) plane.
ある請求項1乃至3のいずれかに記載のカーボンナノチ
ューブ膜。4. The carbon nanotube film according to claim 1, wherein the heating temperature is 1200 to 2000 ° C.
成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該基
板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から分
離し、次いで真空中において分離された炭化珪素多結晶
膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表面
から珪素原子が失われる温度に加熱することにより、炭
化珪素から珪素原子を除去して、該炭化珪素多結晶膜体
の表面から内部へ成長形成される多数のカーボンナノチ
ューブからなるカーボンナノチューブ膜を形成すること
を特徴とするカーボンナノチューブ膜の製造方法。5. A polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a processing liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate. And then heating the silicon carbide polycrystalline film separated in vacuum to a temperature at which silicon carbide is decomposed and silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film, thereby converting silicon atoms from silicon carbide. A method for producing a carbon nanotube film, comprising: forming a carbon nanotube film composed of a large number of carbon nanotubes grown from the surface to the inside of the silicon carbide polycrystalline film body by removing the film.
成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該基
板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から分
離し、分離された炭化珪素多結晶膜体を、真空中におい
て該炭化珪素多結晶基板を珪素原子が失われる温度に加
熱することにより得られたカーボンナノチューブ膜と、
該カーボンナノチューブ膜の下方に位置する炭化珪素多
結晶基部と、を備えることを特徴とするカーボンナノチ
ューブ膜含有SiC基板。6. A silicon carbide polycrystalline film is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a treatment liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate. Then, the separated silicon carbide polycrystalline film body, a carbon nanotube film obtained by heating the silicon carbide polycrystalline substrate to a temperature at which silicon atoms are lost in vacuum,
And a silicon carbide polycrystal base located below the carbon nanotube film.
カーボンナノチューブが(0001)面に対して垂直に
配向している請求項6記載のカーボンナノチューブ膜含
有基板。7. When the silicon carbide is α-SiC,
7. The carbon nanotube film-containing substrate according to claim 6, wherein the carbon nanotubes are oriented perpendicular to the (0001) plane.
カーボンナノチューブが(111)面に対して垂直に配
向している請求項6記載のカーボンナノチューブ膜含有
基板。8. When the silicon carbide is β-SiC,
The carbon nanotube film-containing substrate according to claim 6, wherein the carbon nanotubes are oriented perpendicular to the (111) plane.
ある請求項6乃至8のいずれかに記載のカーボンナノチ
ューブ膜含有基板。9. The carbon nanotube film-containing substrate according to claim 6, wherein the heating temperature is 1200 to 2000 ° C.
形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該
基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から
分離し、分離された炭化珪素多結晶膜体を、真空中にお
いて該炭化珪素多結晶基板を珪素原子が失われる温度に
加熱することにより得られたカーボンナノチューブ膜
と、該カーボンナノチューブ膜の下方に位置する炭化珪
素多結晶基部と、を備えたことを特徴とするカーボンナ
ノチューブ膜含有SiC基板の製造方法。10. A polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a processing liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate. Then, the separated silicon carbide polycrystalline film body is heated under vacuum to a temperature at which the silicon carbide polycrystalline substrate loses silicon atoms, and a carbon nanotube film obtained by heating the silicon carbide polycrystalline substrate is positioned below the carbon nanotube film. And a silicon carbide polycrystal base, comprising: a carbon nanotube film-containing SiC substrate;
形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該
基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から
分離し、次いで真空中において分離された炭化珪素多結
晶膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表
面から珪素原子が失われる温度に加熱することにより、
炭化珪素から珪素原子を完全に除去して、多数のカーボ
ンナノチューブからなることを特徴とするカーボンナノ
チューブ膜体。11. A polycrystalline film made of silicon carbide is formed on a substrate, and thereafter, the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a treatment liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate. Then, by heating the silicon carbide polycrystalline film separated in vacuum to a temperature at which silicon carbide is decomposed and silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film,
A carbon nanotube film comprising a large number of carbon nanotubes by completely removing silicon atoms from silicon carbide.
合、カーボンナノチューブが(0001)面に配向して
いる請求項11記載のカーボンナノチューブ膜体。12. The carbon nanotube film according to claim 11, wherein when the silicon carbide is α-SiC, the carbon nanotubes are oriented in a (0001) plane.
合、カーボンナノチューブが(111)面に配向してい
る請求項11記載のカーボンナノチューブ膜体。13. The carbon nanotube film according to claim 11, wherein when the silicon carbide is β-SiC, the carbon nanotubes are oriented in a (111) plane.
である請求項11乃至13のいずれかに記載のカーボン
ナノチューブ膜体。14. The heating temperature is 1200 to 2000 ° C.
The carbon nanotube film according to any one of claims 11 to 13, wherein
形成させ、その後、該炭化珪素多結晶膜が形成された該
基板を処理液に浸して該炭化珪素多結晶膜を該基板から
分離し、次いで真空中において分離された炭化珪素多結
晶膜体を炭化珪素が分解して該炭化珪素多結晶膜体の表
面から珪素原子が失われる温度に加熱することにより、
炭化珪素から珪素原子を完全に除去して、多数のカーボ
ンナノチューブのみからなるカーボンナノチューブ膜体
を形成することを特徴とするカーボンナノチューブ膜体
の製造方法。15. A silicon carbide polycrystalline film is formed on a substrate, and then the substrate on which the silicon carbide polycrystalline film is formed is immersed in a treatment liquid to separate the silicon carbide polycrystalline film from the substrate. Then, by heating the silicon carbide polycrystalline film separated in vacuum to a temperature at which silicon carbide is decomposed and silicon atoms are lost from the surface of the silicon carbide polycrystalline film,
A method for producing a carbon nanotube film, comprising completely removing silicon atoms from silicon carbide to form a carbon nanotube film composed of only a large number of carbon nanotubes.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016206205A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thin film manufacturing method and system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230357955A1 (en) * | 2020-08-28 | 2023-11-09 | Kyocera Corporation | SiC POLYCRYSTAL MANUFACTURING METHOD |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988307A (en) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method for manufacturing silicon carbide coating |
JPH10265208A (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-06 | Fine Ceramics Center | Production of carbon nanotube and carbon nanotube film |
JP2000109308A (en) * | 1998-10-05 | 2000-04-18 | Japan Fine Ceramics Center | Method for producing carbon nanotube film |
JP2001048507A (en) * | 1999-08-09 | 2001-02-20 | Toshiba Corp | Production of carbon nanotube and production of carbon nanotube membrane |
-
2001
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988307A (en) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method for manufacturing silicon carbide coating |
JPH10265208A (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-06 | Fine Ceramics Center | Production of carbon nanotube and carbon nanotube film |
JP2000109308A (en) * | 1998-10-05 | 2000-04-18 | Japan Fine Ceramics Center | Method for producing carbon nanotube film |
JP2001048507A (en) * | 1999-08-09 | 2001-02-20 | Toshiba Corp | Production of carbon nanotube and production of carbon nanotube membrane |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016206205A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thin film manufacturing method and system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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