[发明专利]碳纳米管成长用基板、碳纳米管成长方法、碳纳米管成长用催化剂的粒径控制方法及碳纳米管直径的控制方法

权利要求书

1.一种碳纳米管成长用基板，其特征在于，在表面上具有使用电弧等离子喷枪形成的催化剂层。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，所述催化剂层包含根据电弧等离子喷枪的发射数来控制粒径的催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，作为所述催化剂层的基底层还具备缓冲层。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，所述缓冲层是从Ti、Ta、Sn、Mo和Al中选出的金属的膜、这些金属的氮化物的膜或这些金属的氧化物的膜。

5.根据权利要求1～4任一项所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，在所述催化剂层的形成中，作为电弧等离子喷枪的靶，使用包含Fe、Co和Ni的任意一种、或含有这些金属的至少一种的合金或化合物、或从这些金属、合金和化合物中选出的至少2种的混合物的靶。

6.根据权利要求1～5任一项所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，所述催化剂层在其形成后再使用氢自由基使其活化。

7.根据权利要求1～5任一项所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，所述催化剂层在其表面上具有包含金属或氮化物的催化剂保护层。

8.根据权利要求7所述的碳纳米管成长用基板，其特征在于，作为所述催化剂保护层所使用的金属是从Ti、Ta、Sn、Mo和Al中选出的金属，另外，氮化物是这些金属的氮化物。

9.一种碳纳米管成长方法，其特征在于，使用电弧等离子喷枪在基板上形成催化剂层，在该催化剂层上利用热CVD法或遥控等离子CVD法使碳纳米管成长。

10.根据权利要求9所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，作为所述基板，使用在催化剂层的基底上具有缓冲层的基板。

11.根据权利要求10所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，所述缓冲层是从Ti、Ta、Sn、Mo和Al中选出的金属的膜、这些金属的氮化物的膜、或这些金属的氧化物的膜。

12.根据权利要求9～11任一项所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，作为所述电弧等离子喷枪的靶，使用包含Fe、Co和Ni的任意一种、或含有这些金属的至少一种的合金或化合物、或从这些金属、合金和化合物中选出的至少2种的混合物的靶。

13.根据权利要求9～12任一项所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，所述催化剂层形成后，使用氢自由基使催化剂活化，然后在已活化的催化剂层上使碳纳米管成长。

14.根据权利要求9～12任一项所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，所述催化剂层形成后，在该催化剂层的表面上形成包含金属或氮化物的催化剂保护层。

15.根据权利要求14所述的碳纳米管成长方法，其特征在于，作为所述催化剂保护层所使用的金属是从Ti、Ta、Sn、Mo和Al中选出的金属，另外，氮化物是这些金属的氮化物。

16.一种催化剂粒径的控制方法，其特征在于，使用电弧等离子喷枪在基板上形成催化剂层时，改变该电弧等离子喷枪的发射数，由此来控制催化剂的粒径。

17.根据权利要求16所述的催化剂粒径的控制方法，其特征在于，作为所述基板使用具有缓冲层的基板。

18.根据权利要求17所述的催化剂粒径的控制方法，其特征在于，所述缓冲层是从Ti、Ta、Sn、Mo和Al中选出的金属的膜、这些金属的氮化物的膜、或这些金属的氧化物的膜。

19.根据权利要求16～18任一项所述的催化剂粒径的控制方法，其特征在于，作为所述电弧等离子喷枪的靶，使用包含Fe、Co和Ni的任意一种、或含有这些金属的至少一种的合金或化合物、或从这些金属、合金和化合物中选出的至少2种的混合物的靶。

20.一种碳纳米管直径的控制方法，其特征在于，使用电弧等离子喷枪在基板上形成催化剂层时，形成用权利要求16～19任一项所述方法控制催化剂粒径的催化剂层，在该催化剂层上利用热CVD法或遥控等离子CVD法使碳纳米管成长，控制成长的碳纳米管的直径。