JP2016113352A - カーボンナノチューブ複合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＮＴ合成温度をより高い温度（特に６００℃以上）に設定した場合であっても、アルミニウム基板の外形形状の変形が抑えられるように構成されたカーボンナノチューブ複合体を提供すること【解決手段】 アルミニウム基板２及びアルミニウム基板２の表面上に形成されたカーボンナノチューブ３を備えるカーボンナノチューブ複合体１であって、アルミニウム基板２には、その表面に開口する複数の微細孔２ａが形成されている。微細孔２ａが形成されたアルミニウム基板２の開口率は、１０％以上であり且つ２０％以下である。また、アルミニウム基板２に形成されている微細孔２ａの孔径は、６０μｍ以上であり且つ１２０μｍ以下である。【選択図】 図６

Description

本発明は、アルミニウム基板とその表面上に形成されたカーボンナノチューブとを備えるカーボンナノチューブ複合体及びその製造方法に関する。

アルミニウム基板とその表面上に形成されたカーボンナノチューブとを備えるカーボンナノチューブ複合体は、例えばリチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスの電極に利用され得る。このようなカーボンナノチューブ複合体を製造する際に、ＣＶＤ法を用いてアルミニウム基板表面上にカーボンナノチューブを形成することができる。特許文献１は、プラズマＣＶＤ法によってアルミニウム基板表面上にカーボンナノチューブを形成する例を開示する。

特開２００９−７８９５６号公報

（発明が解決しようとする課題）
ＣＶＤ法によりカーボンナノチューブを基板表面上に形成する際には、基板が加熱される。そのときの基板表面の加熱温度（以下、この温度をＣＮＴ合成温度と言う）は、基板表面上に形成されるカーボンナノチューブの結晶性に影響を及ぼす。ＣＮＴ合成温度が高いほど、カーボンナノチューブの結晶性が高く、カーボンナノチューブの内部構造中の欠陥の量は少ない。よって、ＣＮＴ合成温度は高いほど好ましい。

特許文献１に記載のカーボンナノチューブ複合体によれば、カーボンナノチューブをアルミニウム基板表面上に形成する際にアルミニウム基板が６００℃〜６６０℃に加熱される。つまり、ＣＮＴ合成温度が６００℃〜６６０℃である。６００℃〜６６０℃といった温度領域は、ＣＮＴ合成温度にしては低い温度領域に属する。そのため、アルミニウム基板表面上に形成されたカーボンナノチューブの結晶性は低く、カーボンナノチューブの内部構造中の欠陥の量が多い。

カーボンナノチューブの結晶性を高めるためにはＣＮＴ合成温度を高める必要がある。しかし、アルミニウム基板の融点は比較的低く、そのような融点の低いアルミニウム基板表面上にカーボンナノチューブを形成する際のＣＮＴ合成温度を６００℃以上に設定した場合、熱膨張によってアルミニウム基板の外形形状が大きく変形し、アルミニウム基板がうねったり、或はアルミニウム基板に割れが生じる等の不具合が発生する。アルミニウム基板の外形形状の大きな変形は、アルミニウム基板表面上へのカーボンナノチューブの成長性、及び、その後の組み付け作業性に悪影響をもたらすとともに、製品としての価値を低下させる。こうした問題があることから、従来においては、アルミニウム基板表面上にカーボンナノチューブを形成する際におけるＣＮＴ合成温度をより高い温度（特に６００℃以上）に設定することは困難であった。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、ＣＮＴ合成温度をより高い温度（特に６００℃以上）に設定した場合であっても、アルミニウム基板の外形形状の変形が抑えられるように構成されたカーボンナノチューブ複合体及び、そのようなカーボンナノチューブ複合体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）
本発明は、アルミニウム基板（２）及びアルミニウム基板の表面上に形成されたカーボンナノチューブ（３）を備えるカーボンナノチューブ複合体（１）であって、アルミニウム基板には、その表面に開口する複数の微細孔（２ａ）が形成されている、カーボンナノチューブ複合体を提供する。

本発明に係るカーボンナノチューブ複合体に備えられるアルミニウム基板には、その表面に開口する複数の微細孔が形成されている。このため、アルミニウム基板が加熱されたときに、微細孔の形状が熱膨張により変形することにより、アルミニウム基板の外形形状の変形が抑えられる。つまり、熱膨張による変形が微細孔に吸収されることによって、アルミニウム基板の外形形状の変形量が少なくされる。よって、ＣＮＴ合成温度（アルミニウム基板の加熱温度）をより高い温度（特に６００℃以上）に設定した場合であっても、アルミニウム基板の外径形状の変形が抑えられる。

本発明において、アルミニウム基板は、純アルミニウム、または、アルミニウムが主成分であって融点が６６０℃程度の材質で構成されるのがよい。また、アルミニウム基板に設けられている微細孔は、アルミニウム基板の一方の表面から他方の表面を貫通するように、アルミニウム基板に形成されているとよい。

本発明において、微細孔が形成されたアルミニウム基板の開口率は、１０％以上であり且つ２０％以下であるのがよい。ここで、開口率とは、アルミニウム基板の表面積と微細孔の総開口面積の和に対する微細孔の総開口面積の比（百分率）である。また、アルミニウム基板に形成されている微細孔の孔径が、６０μｍ以上であり且つ１２０μｍ以下であるとよい。このような微細孔をアルミニウム基板に形成することにより、例えば、ＣＮＴ合成温度（アルミニウム基板の加熱温度）がアルミニウムの融点以上である６６０℃〜７２０℃の範囲内の温度に設定されている場合であっても、アルミニウム基板の外形形状の変形を十分に抑えることができ、且つ、結晶性が高く、十分に成長したカーボンナノチューブをアルミニウム基板の表面上に形成することができる。

また、本発明は、その表面に開口する複数の微細孔（２ａ）が形成されているアルミニウム基板（２）の表面上に、カーボンナノチューブを形成するための種触媒を担持する種触媒担持工程と、アルミニウム基板を６００℃以上であり且つ７２０℃以下の温度に加熱し、熱ＣＶＤ法により炭素を含む原料から炭素をアルミニウム基板の表面に生成させることにより、アルミニウム基板の表面上に担持されている種触媒からカーボンナノチューブ（３）を成長させるＣＶＤ工程と、を含む、カーボンナノチューブ複合体（１）の製造方法を提供する。この場合、アルミニウム基板の開口率が１０％以上であり且つ２０％以下であるのがよい。また、アルミニウム基板に形成されている微細孔の孔径が６０μｍ以上であり且つ１２０μｍ以下であるのがよい。また、ＣＶＤ工程にて、アルミニウム基板が、６６０℃以上であり且つ７２０℃以下の温度に加熱されるとよい。

本発明によれば、ＣＶＤ工程にてアルミニウム基板が加熱されたときに、熱膨張によりアルミニウム基板に形成された微細孔の形状が変形することにより、アルミニウム基板の外形形状の変形が抑えられる。よって、ＣＮＴ合成温度（アルミニウム基板の加熱温度）が、６００℃以上であり且つ７２０℃以下の範囲の温度に設定された場合であっても、アルミニウム基板の外形形状の変形を十分に抑えることができる。また、ＣＮＴ合成温度を６００℃以上且つ７２０℃以下、特に６６０℃以上且つ７２０℃以下の高温度に設定することにより、結晶性の高いカーボンナノチューブをアルミニウム基板の表面上に形成することができる。

本実施形態に係るカーボンナノチューブ複合体の正面図である。 アルミニウム基板の正面図である。 図１のIII−III断面を拡大して示す模式図である。 アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面の拡大写真（ＳＥＭ画像）である。 実施例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３及び比較例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｙの外観を示す光学顕微鏡写真である。 実施例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ１の表面のＳＥＭ画像である。 実施例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ２の表面のＳＥＭ画像である。 実施例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ３の表面のＳＥＭ画像である。 比較例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｙの表面のＳＥＭ画像である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るカーボンナノチューブ複合体１の正面図である。図１に示すように、本実施形態に係るカーボンナノチューブ複合体１は、薄膜状のアルミニウム基板２と、アルミニウム基板２の表面に形成されたカーボンナノチューブ３とを備える。

図２は、アルミニウム基板２の正面図である。図２に示すように、このアルミニウム基板２は、正面から見て長方形状の薄膜部材であり、その厚さは約３０μｍである。アルミニウム基板２は、純アルミニウム、又は主成分がアルミニウムであってその融点が６６０℃前後であるアルミニウム合金により構成される。なお、アルミニウム基板２としては、厚さが１０μｍ〜１００μｍ、特に、厚さが１０μｍ〜６０μｍのアルミニウム箔であるのが好ましい。

また、アルミニウム基板２には多数の微細孔２ａが形成されている。微細孔２ａは、アルミニウム基板２の表面に開口するように形成されている。微細孔２ａは、アルミニウム基板２の一方の表面からその反対側の他方の表面を貫通するように、すなわち厚み方向に貫通するように、アルミニウム基板２に形成されている。微細孔２ａは、アルミニウム基板２の表面の全領域に亘り、均一に形成されている。微細孔２ａの開口形状は略円形であり、孔径（孔の直径）は約１００μｍである。また、アルミニウム基板２の開口率（アルミニウム基板２の表面積と微細孔２ａの総開口面積の和に対する微細孔２ａの総開口面積の百分率）は、本実施形態では２０％である。

図３は、図１のIII−III断面を拡大して示す模式図である。図３に示すように、アルミニウム基板２には、その一方の表面から他方の表面を貫通する断面略円形の微細孔２ａが形成されている。また、アルミニウム基板２の両表面には、カーボンナノチューブを形成するための種触媒からなる触媒層４が設けられている。触媒層４の厚さは約５０ｎｍである。触媒層４を構成する種触媒として、例えばＦｅＴｉが用いられる。この触媒層４から、配向性のあるカーボンナノチューブ３が形成されている。つまり、カーボンナノチューブ３が、触媒層４を介してアルミニウム基板２の表面から形成されている。このような構成のカーボンナノチューブ複合体１は、例えば、リチウムイオンキャパシタの電極に用いることができる。

次に、上記構成のカーボンナノチューブ複合体１の製造方法について説明する。まず、図２に示すような形状のアルミニウム基板２を用意する。次いで、カーボンナノチューブを形成させるための種触媒が含有されている触媒混合液を用意する。そして、ディップコーター（ディップコーティング装置）を用いて、アルミニウム基板２を触媒混合液に浸漬し、その後、アルミニウム基板２を一定の速度で触媒混合液から引き上げる。これにより、アルミニウム基板２の表面に種触媒が担持される（種触媒担持工程）。担持された種触媒により、触媒層４が構成される。

次に、種触媒担持工程を実施した後のアルミニウム基板２を、ＣＶＤ装置のチャンバー内の所定位置にセットし、熱ＣＶＤ法によりアルミニウム基板２の表面に炭素を生成する。この場合において、まずチャンバー内の雰囲気ガスを不活性ガスに置換し、その後、チャンバー内の雰囲気を加熱してアルミニウム基板２の表面を６００℃程度に昇温させる。昇温完了後、アセチレン等の炭素を含む原料ガスをチャンバー内に供給するとともに、アルミニウム基板２の表面温度を７２０℃まで昇温させる。これにより、ＣＮＴ合成温度が７２０℃に設定される。

チャンバー内に供給された原料ガスは、チャンバー内で熱分解する。原料ガスの熱分解反応により炭素が生成され、生成された炭素によりアルミニウム基板２の表面上に炭素被膜が形成される（ＣＶＤ工程）。この場合、アルミニウム基板２の表面に生成した炭素は、アルミニウム基板２の表面に担持された種触媒内に固溶する。種触媒内に固溶した炭素の濃度が所定濃度以上にまで上昇すると、種触媒からカーボンナノチューブが析出する。析出したカーボンナノチューブが種触媒から成長することにより、アルミニウム基板２の表面上に配向性のカーボンナノチューブが形成される。このように、触媒担持工程及びＣＶＤ工程を経て、カーボンナノチューブ複合体１が製造される。

上記ＣＶＤ工程においては、アルミニウム基板２が７２０℃に加熱される。ここで、表面に微細孔が形成されていないアルミニウム基板を７２０℃まで加熱した場合、熱膨張によって、アルミニウム基板の外形形状が三次元的に大きく変形する。例えば、アルミニウム基板が反り返ったり、波打ったり（うねりを生じたり）、或いはアルミニウム基板に割れが発生する。このようにアルミニウム基板の外形形状が変形した場合、その変形部分にカーボンナノチューブが形成されない可能性がある。また、外形形状が変形したアルミニウム基板を備えるカーボンナノチューブ複合体をその後の組み付け工程にて他の部品と組み合わされる際に、うまく組み合わせることができない。さらにはカーボンナノチューブ複合体としての製品価値が損なわれる。

本実施形態に係るアルミニウム基板２には、その表面に開口した多数の微細孔２ａが形成されている。このような多数の微細孔２ａが形成されたアルミニウム基板２を７２０℃まで加熱した場合、アルミニウム基板２の全体の形状、すなわち外形形状はさほど変形せず、代わりに微細孔２ａの形状が変形する。つまり、熱膨張による変形が微細孔２ａに吸収されることによって、アルミニウム基板２の外形形状の変形量が少なくされる。

このように、本実施形態によれば、アルミニウム基板２を７２０℃まで加熱した場合においてもその外形形状の変形を抑えることができる。よって、ＣＮＴ合成温度を７２０℃に設定した場合であっても、アルミニウム基板２の外形形状の変形を抑えつつ、その表面上にカーボンナノチューブを形成することができる。ＣＮＴ合成温度は、形成されるカーボンナノチューブの結晶性に影響を及ぼす。ＣＮＴ合成温度が高いほど、形成されるカーボンナノチューブの結晶性が高い。本実施形態によれば、従来のＣＮＴ合成温度よりも高いＣＮＴ合成温度（７２０℃）でアルミニウム基板表面上にカーボンナノチューブを形成することができるので、より結晶性の高い、すなわち欠陥の少ないカーボンナノチューブを得ることができる。

ちなみに、アルミニウム基板２の融点は約６６０℃である。上記のＣＮＴ合成温度（７２０℃）は、アルミニウム基板２の融点よりも高い温度である。従って、ＣＶＤ工程時にアルミニウム基板２が７２０℃まで加熱された場合、アルミニウム基板が溶融状態にされていると考えられる。本実施形態では、アルミニウム基板２が溶融状態でありながら、その外形形状を維持しているものと考えられる。そして、ＣＶＤ工程の実施後にアルミニウム基板が冷却されることによって、外形形状が維持されたままアルミニウム基板が凝固されるものと考えられる。

（実施例）
まず、アルミニウム基板として、表面に多数の断面略円形の微細孔が形成された３枚のアルミニウム箔（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を用意した。各アルミニウム箔の寸法は、縦１９０ｍｍ、横１４０ｍｍであり、厚みは３０μｍである。アルミニウム箔Ａ１に形成された微細孔の孔径は１２０μｍであり、アルミニウム箔Ａ１の開口率は１０％である。アルミニウム箔Ａ２に形成された微細孔の孔径は６０μｍ、アルミニウム箔Ａ２の開口率は２０％である。アルミニウム箔Ａ３に形成された微細孔の孔径は１６０μｍ、アルミニウム箔Ａ３の開口率は３０％である。図４は、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面の拡大写真（ＳＥＭ画像）であり、図４（ａ）がアルミニウム箔Ａ１を、図４（ｂ）がアルミニウム箔Ａ２を、図４（ｃ）がアルミニウム箔Ａ３を、それぞれ示す。

次いで、カーボンナノチューブを形成させるための種触媒であるＦｅＴｉ触媒粒子（平均粒径：５ｎｍ）がヘキサンに分散されてなる種触媒混合液（吸光度：１．３０Ａｂｓ）を用意した。そして、ディップコーターを用いて、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３を種触媒混合液に浸漬させ、その後、一定速度で各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３を種触媒混合液から引き上げた（種触媒担持工程）。これにより、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面にＦｅＴｉ種触媒からなる厚さ５０ｎｍの触媒層が形成された。すなわち、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面に種触媒が担持された。

次いで種触媒が担持された各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３をＣＶＤ装置のチャンバー内の所定位置にセットし、熱ＣＶＤ法により炭素を各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面に生成させた。この場合において、まず、チャンバー内の圧力を１０Ｐａまで減圧させ、その後、チャンバー内にキャリヤガスとしての窒素ガス（流量：５ＳＬＭ）を導入してチャンバー内の圧力を９０ｋＰａまで昇圧した。そして、チャンバー内の雰囲気を加熱して、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面温度が６００℃となるように各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３を昇温（１次昇温）させた。このときの昇温時間は１０分であった。昇温完了後、炭素源を構成する原料ガスとしてのアセチレンガスを、流量１．５ＳＬＭで窒素ガスとともにチャンバー内に供給するとともに、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面温度が７２０℃まで上昇するように各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３をさらに昇温させた。これによりＣＮＴ合成温度が７２０℃に設定された。なお、アセチレンガスの供給時間は３５分であった。

供給されたアセチレンガスはチャンバー内で熱分解し、これにより、加熱されている各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面に炭素が生成される（ＣＶＤ工程）。各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面には種触媒が担持されているため、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面に生成された炭素は種触媒に固溶する。そして、種触媒に固溶した炭素の濃度が所定濃度以上にまで上昇すると、種触媒からカーボンナノチューブが析出し、析出したカーボンナノチューブが種触媒から成長する。こうして、各アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の表面にカーボンナノチューブが形成された。

上記の種触媒担持工程及びＣＶＤ工程を経て、アルミニウム箔Ａ１の表面にカーボンナノチューブが形成された実施例１に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ１、アルミニウム箔Ａ２の表面にカーボンナノチューブが形成された実施例２に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ２、及び、アルミニウム箔Ａ３の表面にカーボンナノチューブが形成された実施例３に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ３を製造した。

（比較例）
実施例と同じ寸法、厚みであり、微細孔が形成されていないアルミニウム箔Ｂを用意し、実施例と同様に、種触媒担持工程、ＣＶＤ工程を実施した。これにより、微細孔が形成されていないアルミニウム箔Ｂの表面にカーボンナノチューブが形成された比較例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｙを製造した。

（アルミニウム箔の外形形状の変化）
図５は、各実施例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３及び比較例に係るカーボンナノチューブ複合体Ｙの外観を示す光学顕微鏡写真である。図５（ａ）がカーボンナノチューブ複合体Ｘ１を、図５（ｂ）がカーボンナノチューブ複合体Ｘ２を、図５（ｃ）がカーボンナノチューブ複合体Ｘ３を、図５（ｄ）がカーボンナノチューブ複合体Ｙを、それぞれ示す。図５（ａ）乃至図５（ｃ）からわかるように、カーボンナノチューブ複合体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３のアルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３には、うねり及び割れが発生しておらず、外観形状は良好である。つまり、アルミニウム箔Ａ１，Ａ２，Ａ３の外形形状は、ＣＶＤ工程の実施後においてもさほど変形していない。これに対し、カーボンナノチューブ複合体Ｙのアルミニウム箔Ｂの外形形状は、図５（ｄ）からわかるように、三次元的に変形している。具体的には、カーボンナノチューブ複合体Ｙのアルミニウム箔Ｂはうねっており、且つ、割れが発生している。以上のことから、微細孔が形成されたアルミニウム箔を用いてカーボンナノチューブ複合体を製造することにより、ＣＮＴ合成温度を７２０℃に設定した場合であっても、アルミニウム箔（アルミニウム基板）の外形形状の変形が抑えられていることがわかる。

（カーボンナノチューブの成長状態）
図６は、カーボンナノチューブ複合体Ｘ１の表面のＳＥＭ画像（図６（ａ）の倍率は５０倍、図６（ｂ）の倍率は５００倍、図６（ｃ）の倍率は１０００倍）である。図６（特に図６（ｂ）及び図６（ｃ））に示すように、アルミニウム箔Ａ１の表面上に、配向性のカーボンナノチューブが形成されていることがわかる。また、図６（ｃ）に示すように、カーボンナノチューブの長さは、約５０μｍに達しており、十分にカーボンナノチューブがアルミニウム箔Ａ１の表面上で成長していることがわかる。

図７は、カーボンナノチューブ複合体Ｘ２の表面のＳＥＭ画像（図７（ａ）の倍率は５０倍、図７（ｂ）の倍率は５００倍、図７（ｃ）の倍率は１８００倍）である。図７（特に図７（ｂ）及び図７（ｃ））に示すように、アルミニウム箔Ａ２の表面に、配向性のカーボンナノチューブが形成されていることがわかる。また、図７（ｃ）に示すように、カーボンナノチューブの長さは、約３０μｍであり、十分にカーボンナノチューブがアルミニウム箔Ａ２の表面上で成長していることがわかる。

図８は、カーボンナノチューブ複合体Ｘ３の表面のＳＥＭ画像（図８（ａ）の倍率は５０倍、図８（ｂ）及び図８（ｃ）の倍率は５００倍）である。図８（特に図８（ｃ））に示すように、アルミニウム箔Ａ３に形成された微細孔の周縁から盛り上がるように、カーボンナノチューブが形成されているものと思われる。ただし、カーボンナノチューブが十分に配向しているとは言えず、且つ、その長さも短い。

図９は、カーボンナノチューブ複合体Ｙの表面のＳＥＭ画像（図９（ａ）の倍率は５０倍、図９（ｂ）の倍率は５００倍、図９（ｃ）の倍率は２０００倍）である。図９に示すように、アルミニウム箔Ｂの外形形状の変形が小さい部分には、カーボンナノチューブが形成されているが、ほとんどのカーボンナノチューブが無秩序な方向に延びており、配向性は無いものと思われる。

（カーボンナノチューブの結晶性）
カーボンナノチューブの結晶性は、ラマン分光法のラマンスペクトル（横軸：波長、縦軸：散乱光の強度）において、波長１５８０ｃｍ^−１付近の散乱光のピーク値であるＧ（グラファイト）−ｂａｎｄと、波長１３５０ｃｍ^−１付近の散乱光のピーク値であるＤ（欠陥）−ｂａｎｄとの比であるＩ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率に基づいて、評価できる。Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率が大きいほど結晶性が高いと判断できる。

カーボンナノチューブの結晶性とＣＮＴ合成温度との関係を調べるために、上記実施例で示した触媒担持工程及びＣＶＤ工程を経て、カーボンナノチューブ複合体としてのサンプルＮｏ．１、サンプルＮｏ．２、及びサンプルＮｏ．３を作製した。各サンプルの作製に用いられるアルミニウム基板は、いずれも、上記実施例で用いたアルミニウム箔Ａ２である。また、サンプルＮｏ．１を作製する際に実施されるＣＶＤ工程における１次昇温温度は５００℃、ＣＮＴ合成温度は５５０℃である。サンプルＮｏ．２を作製する際に実施されるＣＶＤ工程における１次昇温温度は６００℃、ＣＮＴ合成温度は６５０℃である。サンプルＮｏ．３を作製する際に実施されるＣＶＤ工程における１次昇温温度は６００℃、ＣＮＴ合成温度は７２０℃である。

作製した各サンプルのアルミニウム箔の表面に形成されているカーボンナノチューブのＩ_Ｇ（Ｇ−ｂａｎｄ）、Ｉ_Ｄ（Ｄ−ｂａｍｄ）を、日本分光株式会社製ラマン分光計（型式：ＮＲＳ−３３００）を用いて測定した。また、測定したＩ_Ｇ及びＩ_Ｄから、Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率を算出した。

表１に、各サンプルの実験条件（使用したアルミニウム箔、１次昇温温度、ＣＮＴ合成温度）と、ラマン分光計による測定結果（Ｉ_Ｇ，Ｉ_Ｄ）と、算出されたＩ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率を示す。表１に示すように、ＣＮＴ合成温度が高いほど結晶性が高いことがわかる。また、サンプル２及びサンプル３によれば、アルミニウム箔の表面に、Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率が１．０以上である結晶性の高いカーボンナノチューブが形成されていることがわかる。さらに、サンプル３によれば、アルミニウム箔の表面に、Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｄ比率が１．０７以上である結晶性のより高いカーボンナノチューブが形成されていることがわかる。

以上の結果から、アルミニウム箔に微細孔が形成されている場合、ＣＮＴ合成温度が７２０℃であってもアルミニウム箔の外形形状の変形が抑えられることがわかる。また、アルミニウム箔に形成されている微細孔の孔径が６０μｍ以上且つ１２０μｍ以下であり、アルミニウム箔の開口率が１０％以上且つ２０％以下である場合、ＣＮＴ合成温度が７２０℃であってもアルミニウム箔の外形形状の変形が抑えられ、且つ、結晶性が高く、十分に成長した配向性のカーボンナノチューブをアルミニウム箔の表面上に形成できることがわかる。

１…カーボンナノチューブ複合体、２…アルミニウム基板、２ａ… 微細孔、３…カーボンナノチューブ、４…触媒層

Claims (6)

1. アルミニウム基板及び前記アルミニウム基板の表面上に形成されたカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ複合体であって、
   前記アルミニウム基板には、その前記表面に開口する複数の微細孔が形成されている、カーボンナノチューブ複合体。
2. 請求項１に記載のカーボンナノチューブ複合体において、
   前記アルミニウム基板の開口率が１０％以上であり且つ２０％以下である、カーボンナノチューブ複合体。
3. 請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブ複合体において、
   前記微細孔の孔径が、６０μｍ以上であり且つ１２０μｍ以下である、カーボンナノチューブ複合体。
4. その表面に開口する複数の微細孔が形成されているアルミニウム基板の前記表面上に、カーボンナノチューブを形成するための種触媒を担持する種触媒担持工程と、
   前記アルミニウム基板を６００℃以上であり且つ７２０℃以下の温度に加熱し、熱ＣＶＤ法により炭素を含む原料から炭素を前記アルミニウム基板の表面に生成させることにより、前記アルミニウム基板の前記表面上に担持されている前記種触媒からカーボンナノチューブを成長させるＣＶＤ工程と、
   を含む、カーボンナノチューブ複合体の製造方法。
5. 請求項４に記載のカーボンナノチューブ複合体の製造方法において、
   前記アルミニウム基板の開口率が１０％以上であり且つ２０％以下である、カーボンナノチューブ複合体の製造方法。
6. 請求項４又は５に記載のカーボンナノチューブ複合体の製造方法において、
   前記微細孔の開口径が６０μｍ以上であり且つ１２０μｍ以下である、カーボンナノチューブ複合体の製造方法。