Journal de génie informatique et des technologies de l'information

Synthèse de nanotubes de carbone à paroi simple par dépôt chimique en phase vapeur catalytique à base d'alcool sous vide poussé à l'aide de catalyseurs métalliques du groupe du platine

Takahiro Maruyama

Pour la réalisation de l'application de nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) aux dispositifs électroniques, le contrôle de la chiralité et la réduction de la température de croissance ont été des problèmes importants. À l'heure actuelle, les métaux de transition 3D, tels que Fe, Co et Ni, sont largement utilisés comme catalyseurs pour la croissance de SWCNT dans le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Cependant, en raison de la maturation d'Ostwald, ces catalyseurs ont tendance à s'agréger à la température de croissance, ce qui entraîne une augmentation du diamètre et de la distribution de chiralité des SWCNT. Nous avons effectué la croissance de SWCNT par un système CVD catalytique à base d'alcool de type source de gaz utilisant des catalyseurs métalliques du groupe du platine (Ru, Rh, Pd et Pt). En optimisant l'alimentation en gaz éthanol à l'aide d'un système CVD sous vide poussé, des SWCNT ont été cultivés à partir de ces métaux entre 400 et 700 ºC. En particulier, des SWCNT ont été cultivés à partir de catalyseurs Rh même en dessous de 300 ºC. Indépendamment des métaux catalyseurs, le diamètre et la distribution de chiralité des SWCNT cultivés sont devenus plus étroits à mesure que la température de croissance diminuait. Les diamètres de la plupart des SWCNT cultivés à partir de catalyseurs Pt étaient inférieurs à 1 nm, avec une distribution de chiralité étroite. Nous avons démontré que les catalyseurs métalliques du groupe du platine sont efficaces à la fois pour la croissance à basse température et pour une distribution de chiralité étroite. Sur la base du diamètre des SWCNT et de la taille des particules du catalyseur, nous discutons du mécanisme de croissance des SWCNT à partir des catalyseurs métalliques du groupe du platine.