JPH07113147B2 - 新炭素材料の製造方法 - Google Patents
新炭素材料の製造方法Info
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- JPH07113147B2 JPH07113147B2 JP3315378A JP31537891A JPH07113147B2 JP H07113147 B2 JPH07113147 B2 JP H07113147B2 JP 3315378 A JP3315378 A JP 3315378A JP 31537891 A JP31537891 A JP 31537891A JP H07113147 B2 JPH07113147 B2 JP H07113147B2
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- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
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-
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-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フラーレンと呼ばれて
いる新炭素材料の製造方法に関するものである。
いる新炭素材料の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先に、炭素原子が３０〜５００程度集合
して立体構造を形成している新炭素材料（いわゆるフラ
ーレン）が発見され、近年では、アルカリ金属と結合さ
せた超伝導材料、光スイッチィング素子等として、ある
いは薬剤等に関連した有効利用など、その物性によって
は極めて広い範囲の応用が期待され、種々の技術分野で
研究されている。このフラーレンの製造は、炭素に高エ
ネルギ密度のレーザやプラズマなどを照射し、それと同
時に、Ｈｅなどの不活性ガスで蒸発してきた炭素を吹き
飛ばす方法や、ＣＶＤ技術の利用などによって行われて
いる。
して立体構造を形成している新炭素材料（いわゆるフラ
ーレン）が発見され、近年では、アルカリ金属と結合さ
せた超伝導材料、光スイッチィング素子等として、ある
いは薬剤等に関連した有効利用など、その物性によって
は極めて広い範囲の応用が期待され、種々の技術分野で
研究されている。このフラーレンの製造は、炭素に高エ
ネルギ密度のレーザやプラズマなどを照射し、それと同
時に、Ｈｅなどの不活性ガスで蒸発してきた炭素を吹き
飛ばす方法や、ＣＶＤ技術の利用などによって行われて
いる。
【０００３】しかしながら、これらの方法では、粉末ま
たは密着性に乏しい極めて薄い被膜しか得られず、従っ
てこの炭素の物性の計測も困難であったり、その機能を
有効に発現させることが難しいなどの問題がある。
たは密着性に乏しい極めて薄い被膜しか得られず、従っ
てこの炭素の物性の計測も困難であったり、その機能を
有効に発現させることが難しいなどの問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような問題に対処
し、本発明者らは、上記新炭素材料の比較的厚い被膜、
あるいはバルク材を得るべく、鋭意研究を重ねてきた
が、高出力レーザの有効利用によりそれを実現できるこ
とが確かめられた。本発明は、かかる知見に基づくもの
であり、従ってその技術的課題は、高出力レーザの有効
利用により、上記新炭素材料の比較的厚い被膜、あるい
はバルク材を得る方法を提供することにある。
し、本発明者らは、上記新炭素材料の比較的厚い被膜、
あるいはバルク材を得るべく、鋭意研究を重ねてきた
が、高出力レーザの有効利用によりそれを実現できるこ
とが確かめられた。本発明は、かかる知見に基づくもの
であり、従ってその技術的課題は、高出力レーザの有効
利用により、上記新炭素材料の比較的厚い被膜、あるい
はバルク材を得る方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用】上記課題を解決す
るための本発明の方法は、基板上に炭素微粉を供給しな
がら、その炭素微粉に高出力レーザを照射して昇華さ
せ、それを基板上に急冷析出させることにより、その基
板上にフラーレンの被膜を生成させること（レーザアシ
スト・ガスデポジション法）を特徴とするものである。
るための本発明の方法は、基板上に炭素微粉を供給しな
がら、その炭素微粉に高出力レーザを照射して昇華さ
せ、それを基板上に急冷析出させることにより、その基
板上にフラーレンの被膜を生成させること（レーザアシ
スト・ガスデポジション法）を特徴とするものである。
【０００６】さらに具体的に説明すると、本発明の方法
においては、Ｃ60に類する一連の新炭素材料からなるフ
ラーレン被膜を得るため、その形成に用いる炭素微粉原
料として、通常の炭素微粉（ 5〜0.1 μｍ程度の粒
径）、炭素超微粉（プラズマ法やアーク法で得られる 3
00〜0.5 ｎｍ程度の粒径）、原子状炭素等を用いること
ができる。
においては、Ｃ60に類する一連の新炭素材料からなるフ
ラーレン被膜を得るため、その形成に用いる炭素微粉原
料として、通常の炭素微粉（ 5〜0.1 μｍ程度の粒
径）、炭素超微粉（プラズマ法やアーク法で得られる 3
00〜0.5 ｎｍ程度の粒径）、原子状炭素等を用いること
ができる。
【０００７】フラーレン被膜の形成に際しては、その炭
素微粉を基板上に吹き付ける（ガスデポジション）など
の手段により供給し、同時にその場所に高出力レーザを
照射する。あるいは、炭素微粉の作製時において、その
微粉を基板上に導出させ、その導出部分に高出力レーザ
を照射することもできる。
素微粉を基板上に吹き付ける（ガスデポジション）など
の手段により供給し、同時にその場所に高出力レーザを
照射する。あるいは、炭素微粉の作製時において、その
微粉を基板上に導出させ、その導出部分に高出力レーザ
を照射することもできる。
【０００８】基板としては、高出力レーザを照射して効
率的に急速加熱することにより昇華した炭素微粉を、そ
の基板との接触により急冷できることが必要であり、鉄
基板などを用いるのが有利である。これにより、効率的
にフラーレンの被膜を生成することができる。
率的に急速加熱することにより昇華した炭素微粉を、そ
の基板との接触により急冷できることが必要であり、鉄
基板などを用いるのが有利である。これにより、効率的
にフラーレンの被膜を生成することができる。
【０００９】鉄基板等のうえにレーザを照射するに際し
ては、レーザを臨界角以下で斜めに照射するのが望まし
い。この場合、鉄等では、屈折率が大きいので、臨界角
以下で照射したレーザは全反射する。このレーザが全反
射している状態で、レーザの照射点に炭素微粉を吹き付
けると、屈折率の変化によるレーザの瞬時の吸収により
炭素が昇華したうえで、周囲の基板上に堆積する。その
とき、鉄基板により急冷され、フラーレンが透明な被膜
として堆積するが、これにより厚さが数10μｍ程度の被
膜を容易に得ることができる。
ては、レーザを臨界角以下で斜めに照射するのが望まし
い。この場合、鉄等では、屈折率が大きいので、臨界角
以下で照射したレーザは全反射する。このレーザが全反
射している状態で、レーザの照射点に炭素微粉を吹き付
けると、屈折率の変化によるレーザの瞬時の吸収により
炭素が昇華したうえで、周囲の基板上に堆積する。その
とき、鉄基板により急冷され、フラーレンが透明な被膜
として堆積するが、これにより厚さが数10μｍ程度の被
膜を容易に得ることができる。
【００１０】このようにしてフラーレンの被膜が得られ
るため、基板上に炭素微粉を吹き付けながらレーザでス
キャンしていくと、そのスキャンした経路に沿って被膜
を生成することができる。
るため、基板上に炭素微粉を吹き付けながらレーザでス
キャンしていくと、そのスキャンした経路に沿って被膜
を生成することができる。
【００１１】このような方法によれば、フラーレンの粉
末ではなく、バルク状の被膜を得ることが可能になり、
例えば、硬さ、電気抵抗等の物性を正確に測定すること
も可能になる。しかも、前記従来の方法では、通常、純
粋なＣx （ｘは通常３０〜７０程度）を得ることが困難
で、ｘ値の異なるものが混在するのが通例であるが、上
述した本発明の方法によれば、上記ｘ値がほぼ一定のフ
ラーレンを得ることができる。
末ではなく、バルク状の被膜を得ることが可能になり、
例えば、硬さ、電気抵抗等の物性を正確に測定すること
も可能になる。しかも、前記従来の方法では、通常、純
粋なＣx （ｘは通常３０〜７０程度）を得ることが困難
で、ｘ値の異なるものが混在するのが通例であるが、上
述した本発明の方法によれば、上記ｘ値がほぼ一定のフ
ラーレンを得ることができる。
【００１２】また、炭素と同様な形態の他元素を炭素微
粉に混合して同時に作用させることもでき、それにより
他元素と複合化された新しい機能をもつ被膜の作成も可
能である。
粉に混合して同時に作用させることもでき、それにより
他元素と複合化された新しい機能をもつ被膜の作成も可
能である。
【００１３】
【実施例】炭素の超微粉を用い、それを鉄基板上に吹き
付けると同時に、高出力炭酸ガスレーザを全反射するよ
うに臨界角以下で斜めに照射し、それに伴う炭素の昇
華、急速な凝固、堆積により、直径 600μｍ（60μｍ程
度のクラスターの集合体）、厚さ数μｍ程度の透明な被
膜が生成された。
付けると同時に、高出力炭酸ガスレーザを全反射するよ
うに臨界角以下で斜めに照射し、それに伴う炭素の昇
華、急速な凝固、堆積により、直径 600μｍ（60μｍ程
度のクラスターの集合体）、厚さ数μｍ程度の透明な被
膜が生成された。
【００１４】得られた透明な被膜は、ラマン分光とＴＯ
Ｆ−ＳＩＭＳにより、そのほとんどがＣ60であることを
確認した。図１はラマン分光の結果を示すものである。
このラマン分光によれば、上記被膜の分光特性がＣ60の
それと一致し、上記被膜がＣ60の被膜であることがわか
る。
Ｆ−ＳＩＭＳにより、そのほとんどがＣ60であることを
確認した。図１はラマン分光の結果を示すものである。
このラマン分光によれば、上記被膜の分光特性がＣ60の
それと一致し、上記被膜がＣ60の被膜であることがわか
る。
【００１５】
【発明の効果】このような本発明の方法によれば、高出
力レーザの有効な利用により、従来から得られていない
フラーレンの比較的厚い被膜、あるいはバルク材を容易
に得ることができ、しかも比較的純粋なＣx を得やす
く、他の元素の積極的な混入も容易で、新しい機能材料
の開発にも有効に利用することができる。
力レーザの有効な利用により、従来から得られていない
フラーレンの比較的厚い被膜、あるいはバルク材を容易
に得ることができ、しかも比較的純粋なＣx を得やす
く、他の元素の積極的な混入も容易で、新しい機能材料
の開発にも有効に利用することができる。
【図１】本発明の方法によって得られた透明被膜のラマ
ン分光の結果を示す線図である。
ン分光の結果を示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に炭素微粉を供給しながら、その炭
素微粉に高出力レーザを照射して昇華させ、それを基板
上に急冷析出させることにより、その基板上にフラーレ
ンの被膜を生成させることを特徴とする新炭素材料の製
造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315378A JPH07113147B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 新炭素材料の製造方法 |
| US07/969,360 US5271890A (en) | 1991-11-01 | 1992-10-30 | Method for producing carbon allotrope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315378A JPH07113147B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 新炭素材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06115915A JPH06115915A (ja) | 1994-04-26 |
| JPH07113147B2 true JPH07113147B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=18064690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3315378A Expired - Lifetime JPH07113147B2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 新炭素材料の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5271890A (ja) |
| JP (1) | JPH07113147B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5538763A (en) * | 1991-10-25 | 1996-07-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing carbon cluster film having electrical conductivity |
| DE59301138D1 (de) * | 1992-05-06 | 1996-01-25 | Hoechst Ag | Abtrennung von Fullerenen |
| US5558903A (en) * | 1993-06-10 | 1996-09-24 | The Ohio State University | Method for coating fullerene materials for tribology |
| US5731046A (en) | 1994-01-18 | 1998-03-24 | Qqc, Inc. | Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings |
| US5620754A (en) | 1994-01-21 | 1997-04-15 | Qqc, Inc. | Method of treating and coating substrates |
| US5554415A (en) | 1994-01-18 | 1996-09-10 | Qqc, Inc. | Substrate coating techniques, including fabricating materials on a surface of a substrate |
| EP0752018A4 (en) * | 1994-05-12 | 1998-09-02 | Qqc Inc | METHOD FOR SURFACE TREATMENT |
| US6630772B1 (en) | 1998-09-21 | 2003-10-07 | Agere Systems Inc. | Device comprising carbon nanotube field emitter structure and process for forming device |
| US6472705B1 (en) | 1998-11-18 | 2002-10-29 | International Business Machines Corporation | Molecular memory & logic |
| US6790242B2 (en) | 2000-12-29 | 2004-09-14 | Lam Research Corporation | Fullerene coated component of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof |
| US20050114238A1 (en) * | 2003-03-04 | 2005-05-26 | Dhiren Thakorlal Sutaria | Method and apparatus for screening inventory for defective hard drives |
| TWI314841B (en) * | 2006-07-14 | 2009-09-11 | Ind Tech Res Inst | Methods for fabricating field emission displays |
| US9156695B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-10-13 | Raytheon Company | Method for fabricating carbon allotropes |
| DE102014009624A1 (de) | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Laserhärten eines Bauteils |
| WO2025250529A1 (en) | 2024-05-30 | 2025-12-04 | Best Planet Science Llc | System and method for electrolytic production of hydrogen |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825041B2 (ja) * | 1979-08-03 | 1983-05-25 | 日本電信電話株式会社 | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
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| US5154945A (en) * | 1990-03-05 | 1992-10-13 | Iowa Laser Technology, Inc. | Methods using lasers to produce deposition of diamond thin films on substrates |
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| JPH06115915A (ja) | 1994-04-26 |
| US5271890A (en) | 1993-12-21 |
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