【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纳米管、具备其的基板及电子发射元件、 碳纳米管合成用基板、以及它们的制造方法及制造装置技术区域本专利技术涉及高密度且高取向性的碳纳米管、具备该碳纳米管的基板及 电子发射元件、该碳纳米管合成用基板、以及它们的制造方法及制造装置。
技术介绍
在以往的微加工电子发射元件中,采用金属、硅及它们的化合物作为 元件的材料。这些材料尤其成为发射电子的面的最表面因在空气中容易被 氧化而成为氧化物,该氧化物的功函数高,因此,结果是上述电子发射元 件的功函数变高。此外,由于金属、硅等的氧化物是绝缘体,因此电子的 发射困难。另一方面,在将碳纳米管等具有纳米(nm)级的尺寸的纳米碳材料用 作电子发射元件的材料时,表面不会被氧化,能够避免功函数的上升。此 外,纳米碳材料的导电性高、而且导热性也高。因此,电子的发射容易, 并且还能够抑制焦耳热造成的破坏。可是,将纳米碳材料作为电子发射元件的材料使用的尝试较多。但是, 众所周知,对于由以往的利用等离子的制备方法得到的纳米碳材料,非晶 质等杂质成分多,并且,尤其没有能再现性良好地制作适合使电子均勻地 发射的高取向的碳纳米管等的方法。对于碳纳米管,因顶端具有非常小的曲率半径,是机械和化学性质稳 定的材料,因而被用作电子发射元件,此外因髙密度地具有石墨边缘 (graphite edge),因而被用作双电荷层电容器的电极,另外因能高密度地 吸附、发射离子,因而被用作燃料电池的电极等,一直在对其进行实用化 研究。可是,在作为电子发射元件、双电荷层电容器电极或燃料电池电极中 采用碳纳米管时,采用将碳纳米管在一个方向高密度地定向而成的束,即 高密度、高取 ...
【技术保护点】
一种碳纳米管,其特征在于,在碳纳米管的拉曼光谱中,1580cm↑[-1]附近的拉曼散射强度最大。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-11-25 341181/2005;JP 2006-3-14 070030/20061、一种碳纳米管,其特征在于,在碳纳米管的拉曼光谱中,1580cm-1附近的拉曼散射强度最大。2、 根据权利要求1所述的碳纳米管,其特征在于,所述1580cm附近 的拉曼散射强度是1350cm'1附近的拉曼散射强度的2倍以上。3、 一种带碳纳米管的基板,其特征在于,其具有导电性基板、形成于 该导电性基板的表面上的催化剂微粒、和生长在该催化剂微粒上并与所述 导电性基板的表面垂直取向的碳纳米管;所述催化剂微粒由氧化钴催化剂超微粒构成。4、 根据权利要求3所述的带碳纳米管的基板,其特征在于,所述导电 性基板是导电性硅基板或导电性金刚石基板。5、 根据权利要求3所述的带碳纳米管的基板,其特征在于,所述导电 性基板由基板和叠层于该基板上的导电性膜构成,该基板是玻璃基板、半 导体基板、金属基板或氧化物基板,所述导电性膜由硅膜或金刚石膜构成。6、 根据权利要求3所述的带碳纳米管的基板,其特征在于,所述金刚 石膜由多晶金刚石、纳米晶体金刚石、金刚石状碳、单晶金刚石中的任一 种构成。7、 根据权利要求3所述的带碳纳米管的基板,其特征在于,在所述碳 纳米管的拉曼光谱中,1580cm附近的拉曼散射强度最大。8、 根据权利要求7所述的带碳纳米管的基板,其特征在于,所述 1580cm'1附近的拉曼散射强度是1350cm'1附近的拉曼散射强度的2倍以上。9、 一种电子发射元件,其特征在于,通过在权利要求3 7中任一项 所述的带碳纳米管的基板上对该碳纳米管的顶端外加电压而发射电子。10、 一种碳纳米管合成用基板,其特征在于,其由基体和叠层在该基体上的氧化钴超微粒构成。11、 根据权利要求io所述的碳纳米管合成用基板,其特征在于,所述氧化钴超微粒具有钴内层电子的结合能在正向上在leV 3eV的范围位移 的氧化度。12、 根据权利要求10或11所述的碳纳米管合成用基板,其特征在于, 所述基体是硅基板或金刚石基板。13、 根据权利要求10或11所述的碳纳米管合成用基板,其特征在于, 所述基体由玻璃基板、半导体基板、金属基板或氧化物基板、和叠层在这 些基板上的硅膜或金刚石膜构成。14、 根据权利要求13所述的碳纳米管合成用基板,其特征在于,所述 金刚石膜是多晶金刚石膜、纳米晶体金刚石膜、金刚石状碳膜或单晶金刚 石膜。15、 根据权利要求10 14中任一项所述的碳纳米管合成用基板,其特 征在于,所述氧化钴超微粒的粒径在10nm以下。16、 一种碳纳米管合成用基板的制造方法,其特征在于,在硅或金刚 石的基体上堆积钴膜或在由叠层在玻璃基板、半导体基板、金属基板或氧 化物基板上的硅膜或金刚石膜构成的基体上堆积钴薄膜,将堆积的钴薄膜 以钴内层电子的结合能在正向上在leV 3eV的范围位移的氧化度进行热 氧化。17、 裉据权利要求16所述的碳纳米管合成用基板的制造方法,其特征 在于,以10nm以下的膜厚堆积所述钴薄膜。18、 根据权利要求16所述的碳纳米管合成用基板的制造方法,其特征 在于,所述热氧化是在空气中、在80(TC 100(TC的温度范围、且在5分钟 20分钟的时间范围进行。19、 一种碳纳米管的合成方法,其特征在于,将由叠层在基体上的氧 化钴超微粒构成的碳纳米管合成用基板保持在卯(TC以下的温度,并在该基 板上合成碳纳米管。20、 根据权利要求19所述的碳纳米管的合成方法,其特征在于,利用 热化学气相生长法、等离子化学气相生长法、或有机液体中的固液界面接 触分解法合成所述碳纳米管。21、 一种碳纳米管的合成方法,其是固液界面接触分解法,其中在由 醇类构成的有机液体中对附载有由过渡金属构成的催化剂或由过渡金属氧 化物构成的催化剂的基板进行加热,从而在所述基板上合成碳纳米管,其 特征在于,将合成过程分为以低温的基板温度合成的第1合成过程、和以 高温的基板温度合成的第2合成过程来进行。22、 根据权利要求21所述的碳纳米管的合成方法,其特征在于,所述 第1合成过程的基板温度为500'C 70(TC的范围。23、 根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:安藤寿浩,中川清晴,蒲生美香,蒲生秀典,
申请(专利权)人:独立行政法人物质材料研究机构,凸版印刷株式会社,
类型:发明
国别省市:JP[日本]
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