JP2015227254A - Production apparatus and production method of carbon nanotube - Google Patents

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榊原　慎吾
Shingo Sakakibara
慎吾 榊原
翼 井上
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翼 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production apparatus and a production method of carbon nanotube with which lowering of a growth rate of carbon nanotube is suppressed so that a long-sized carbon nanotube is easily and surely obtained.SOLUTION: In a production apparatus of carbon nanotube, a raw material gas including carbon is supplied onto one or more substrates carrying a catalyst on surfaces thereof, and carbon nanotube is grown on the substrates by chemical vapor deposition. The production apparatus of carbon nanotube includes: a reactor having a supply port to supply the raw material gas and an exhaust port to discharge a gas after the chemical vapor deposition reaction; a substrate holder to hold the one or more substrates and to be mounted in the reactor; and one or more vibrators to apply vibration to the one or more substrates or to the reactor. It is preferable that a part of the multiple vibrators applies vibration to the substrates and the other vibrators apply vibration to the reactor. It is preferable that the one or more vibrators are ultrasonic generators.

Description

本発明は、カーボンナノチューブの製造装置及び製造方法に関する。   The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing apparatus and manufacturing method.

カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素によって作られる六員環のネットワークが一層又は多層の管状に形成された物質であり、近年、特異な電子挙動を示すことや、軽量でありながら鋼鉄の数十倍もの強度を有すること等が注目され、電子デバイス材料、光学素子材料、導電性材料、及び生体関連材料などへの応用が期待され、その用途、品質、量産性などに対する検討が精力的に進められている。   Carbon nanotube (CNT) is a material in which a network of six-membered rings made of carbon is formed into a single-layer or multi-layer tube. In recent years, it exhibits unique electronic behavior and is several tens of times that of steel while being lightweight. It is expected to be applied to electronic device materials, optical element materials, conductive materials, biological materials, etc., and studies on its use, quality, and mass productivity are vigorously advanced. ing.

このＣＮＴの製造方法としては、アーク放電法、レーザー蒸発法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）が提案されており、中でもＣＶＤ法が量産性に好適とされている。このＣＶＤ法によるＣＮＴの製造方法としては、例えば特開２００９−１７４０９３号公報に記載のものが挙げられる。この従来のＣＮＴ製造方法は、加熱手段を有する筒状の反応炉、この反応炉の一端に配設され、反応炉内に原料ガスを供給するガス導入制御装置、反応炉の他端に配設され、反応炉内のガス排気を制御するガス排気制御装置等を備える製造装置を用い、反応炉内に触媒を担持した複数の基板を支持し、反応炉内を所定温度に制御しつつ、ガス排気制御装置で原料ガスを反応炉内に導入し、ガス排気制御装置で反応後ガスを排気することで、化学気相成長法（ＣＶＤ法）によりＣＮＴを製造するものである。   As a method for producing this CNT, an arc discharge method, a laser evaporation method, and a chemical vapor deposition method (CVD method) have been proposed, and among them, the CVD method is suitable for mass production. As a method for producing CNTs by this CVD method, for example, the one described in JP2009-174093A can be mentioned. This conventional CNT manufacturing method includes a cylindrical reaction furnace having a heating means, a gas introduction control device that is provided at one end of the reaction furnace and supplies a raw material gas into the reaction furnace, and is provided at the other end of the reaction furnace. And using a manufacturing apparatus equipped with a gas exhaust control device for controlling gas exhaust in the reaction furnace, supporting a plurality of substrates carrying a catalyst in the reaction furnace, and controlling the inside of the reaction furnace to a predetermined temperature, A raw material gas is introduced into a reaction furnace by an exhaust control device, and after reaction is exhausted by a gas exhaust control device, CNTs are produced by a chemical vapor deposition method (CVD method).

しかし、前記従来のＣＮＴ製造方法では、ＣＮＴが成長するにつれて原料ガス中の炭素に由来する非晶質のアモルファスカーボンが基板上に蓄積され、これにより原料ガスと基板上の触媒との反応が阻害される。また、ＣＮＴが成長するにつれて基板上のＣＮＴの密度が上昇し、ＣＮＴの根元の触媒に原料ガス中の炭素が到達し難くなり、原料ガスと基板上の触媒とが反応しづらくなる。これらの結果、ＣＮＴの成長に伴い成長速度が低下するという不都合がある。   However, in the conventional CNT manufacturing method, as the CNT grows, amorphous amorphous carbon derived from carbon in the source gas is accumulated on the substrate, thereby inhibiting the reaction between the source gas and the catalyst on the substrate. Is done. Further, as the CNT grows, the density of the CNT on the substrate increases, it becomes difficult for the carbon in the source gas to reach the catalyst at the base of the CNT, and the source gas and the catalyst on the substrate are difficult to react. As a result, there is a disadvantage that the growth rate decreases with the growth of CNTs.

特開２００９−１７４０９３号公報JP 2009-174093 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ＣＮＴの成長速度の低下を抑制し、長尺のＣＮＴを容易かつ確実に得ることができるＣＮＴの製造装置及び製造方法を提供することである。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to suppress a decrease in the growth rate of CNTs, and to produce a long CNT easily and reliably. Is to provide a method.

前記課題を解決するためになされた本発明は、表面に触媒を担持した１又は複数の基板上に炭素を含む原料ガスを供給し、化学気相成長法により前記基板上にカーボンナノチューブを成長させるカーボンナノチューブの製造装置であって、前記原料ガスを供給する供給口と化学気相成長法による反応後のガスを排出する排気口とを有する反応炉、前記１又は複数の基板を保持し、前記反応炉内に装填される基板保持部、及び前記１又は複数の基板若しくは反応炉に振動を付与する１又は複数の振動体を備えることを特徴とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. A source gas containing carbon is supplied onto one or a plurality of substrates carrying a catalyst on the surface, and carbon nanotubes are grown on the substrate by chemical vapor deposition. An apparatus for producing carbon nanotubes, comprising a supply port for supplying the source gas and an exhaust port for discharging a gas after reaction by chemical vapor deposition, holding the one or more substrates, A substrate holding unit loaded in the reaction furnace, and one or a plurality of vibrating bodies that impart vibration to the one or more substrates or the reaction furnace are provided.

当該カーボンナノチューブの製造装置は振動体を備え、この振動体により基板若しくは反応炉に振動を付与できる。カーボンナノチューブは結晶構造を有しており、一方アモルファスカーボンは非晶質であるため、アモルファスカーボンはカーボンナノチューブより振動に弱い。そのため、基板が振動してもカーボンナノチューブは基板から脱落し難いが、アモルファスカーボンは振動により基板から脱落し易くなる。これにより、基板を振動させることでアモルファスカーボンの基板上への蓄積量が減少し、原料ガスと基板上の触媒との反応が阻害され難くなる。また、カーボンナノチューブが揺動するためカーボンナノチューブの間へ原料ガスが導入されやすく、触媒への原料ガスの供給量が増加する。これらの結果として、カーボンナノチューブの成長に伴う成長速度の低下が抑制される。従って、当該カーボンナノチューブの製造装置によれば長尺のカーボンナノチューブを容易かつ確実に得ることができる。   The carbon nanotube manufacturing apparatus includes a vibrating body, and the vibrating body can apply vibration to the substrate or the reaction furnace. Since carbon nanotubes have a crystal structure, while amorphous carbon is amorphous, amorphous carbon is less susceptible to vibration than carbon nanotubes. Therefore, even if the substrate vibrates, the carbon nanotubes do not easily fall off the substrate, but amorphous carbon easily falls off the substrate due to vibration. As a result, the amount of storage of amorphous carbon on the substrate is reduced by vibrating the substrate, and the reaction between the source gas and the catalyst on the substrate is hardly hindered. Further, since the carbon nanotubes oscillate, the source gas is easily introduced between the carbon nanotubes, and the amount of the source gas supplied to the catalyst increases. As a result of these, a decrease in the growth rate accompanying the growth of the carbon nanotube is suppressed. Therefore, according to the carbon nanotube production apparatus, long carbon nanotubes can be obtained easily and reliably.

また、結晶度が低く低品質のカーボンナノチューブは結晶度が高く高品質のカーボンナノチューブより衝撃に弱いため、基板が振動することで基板上から低品質のカーボンナノチューブを脱落させてカーボンナノチューブをふるい分けることができる。これにより、基板上に生成されるカーボンナノチューブの品質を向上させることができる。   Also, low-quality carbon nanotubes with low crystallinity are less susceptible to shock than high-quality carbon nanotubes with high crystallinity, so the substrate vibrates to drop off the low-quality carbon nanotubes from the substrate and screen the carbon nanotubes. be able to. Thereby, the quality of the carbon nanotube produced | generated on a board | substrate can be improved.

前記複数の振動体のうち一部が前記基板に振動を付与し、残りの振動体が前記反応炉に振動を付与するとよい。このように、前記複数の振動体の一部が前記基板に振動を付与し、残りの振動体が前記反応炉に振動を付与することで、上述の基板へのアモルファスカーボンの蓄積を低減できると共に、反応炉の内壁へのカーボンナノチューブ及びアモルファスカーボンの付着を低減できる。これにより反応炉のメンテナンスの頻度を抑えることができ、その結果カーボンナノチューブの製造にかかるコストを低減できる。   A part of the plurality of vibrators may impart vibration to the substrate, and the remaining vibrators may impart vibration to the reaction furnace. As described above, a part of the plurality of vibrators imparts vibration to the substrate, and the remaining vibrators impart vibration to the reaction furnace, thereby reducing the accumulation of amorphous carbon on the substrate. The adhesion of carbon nanotubes and amorphous carbon to the inner wall of the reactor can be reduced. As a result, the frequency of maintenance of the reactor can be suppressed, and as a result, the cost for manufacturing the carbon nanotube can be reduced.

また、基板に振動を付与する振動体と反応炉に振動を付与する振動体とが異なるため、基板及び反応炉に異なる振動を付与することができる。そのため、基板にはカーボンナノチューブが脱落しない程度の振動を付与し、反応炉にはより強い振動を付与することができる。さらに、原料ガスの供給と同時に反応炉のみを振動させ、カーボンナノチューブが長尺となった時点で基板を振動させることができる。このように基板と反応炉とで振動の強度、振動付与のタイミング等を変えることで、上述のカーボンナノチューブの成長に伴う成長速度の低下の抑制が可能であると共に、反応炉の内壁へのカーボンナノチューブ及びアモルファスカーボンの付着をより低減することができる。   Moreover, since the vibrating body that applies vibration to the substrate is different from the vibrating body that applies vibration to the reaction furnace, different vibrations can be applied to the substrate and the reaction furnace. Therefore, it is possible to give the substrate a vibration that does not cause the carbon nanotubes to fall off, and to apply a stronger vibration to the reaction furnace. Furthermore, only the reaction furnace is vibrated simultaneously with the supply of the raw material gas, and the substrate can be vibrated when the carbon nanotube becomes long. In this way, by changing the vibration intensity, the timing of vibration application, etc. between the substrate and the reactor, it is possible to suppress a decrease in the growth rate accompanying the growth of the carbon nanotubes described above, and to the carbon on the inner wall of the reactor Adhesion of nanotubes and amorphous carbon can be further reduced.

前記１又は複数の振動体が超音波発生装置であるとよい。このように前記振動体が超音波発生装置であることで、振動の振幅が小さい場合でも高い振動強度が得られるため、基板に付与する振動強度を容易に向上させることができる。これらの結果、上述のアモルファスカーボンの除去効率がより向上する。   The one or more vibrators may be an ultrasonic generator. Thus, since the vibration body is an ultrasonic generator, a high vibration strength can be obtained even when the amplitude of vibration is small, so that the vibration strength applied to the substrate can be easily improved. As a result, the above-mentioned amorphous carbon removal efficiency is further improved.

前記超音波発生装置がスピーカーであるとよい。このように前記超音波発生装置としてスピーカーを用いることで、反応炉等に接触せずに基板に振動を付与できるため、反応炉等に超音波発生装置を取り付ける作業が不要である。このため、製造装置のコストを低減できる。また、カーボンナノチューブの成長時に高温となる反応炉等に超音波発生装置を直接接触させる必要がないため、超音波発生装置の耐熱性を考慮する必要がない。   The ultrasonic generator may be a speaker. In this manner, by using a speaker as the ultrasonic generator, vibration can be applied to the substrate without contacting the reaction furnace or the like, so that an operation of attaching the ultrasonic generator to the reaction furnace or the like is unnecessary. For this reason, the cost of a manufacturing apparatus can be reduced. In addition, since it is not necessary to bring the ultrasonic generator directly into contact with a reaction furnace or the like that becomes high when carbon nanotubes are grown, it is not necessary to consider the heat resistance of the ultrasonic generator.

前記課題を解決するためになされた別の発明は、当該カーボンナノチューブの製造装置を用いるカーボンナノチューブの製造方法であって、前記１又は複数の基板若しくは反応炉に振動を付与することを特徴とする。   Another invention made to solve the above-mentioned problem is a carbon nanotube manufacturing method using the carbon nanotube manufacturing apparatus, characterized in that vibration is imparted to the one or a plurality of substrates or the reaction furnace. .

当該カーボンナノチューブの製造方法では、前記１又は複数の基板若しくは反応炉に振動を付与する。このため基板が振動し基板の表面上に付着したアモルファスカーボンが基板から脱落し易くなる。その結果、基板におけるアモルファスカーボンの蓄積量が減少し、原料ガスと基板上の触媒との反応が阻害され難くなるため、カーボンナノチューブの成長に伴う成長速度の低下を抑制できる。従って、当該カーボンナノチューブの製造方法によれば長尺のカーボンナノチューブを得ることができる。   In the carbon nanotube manufacturing method, vibration is applied to the one or more substrates or the reaction furnace. For this reason, the substrate vibrates and the amorphous carbon adhering to the surface of the substrate easily falls off from the substrate. As a result, the amount of amorphous carbon stored in the substrate is reduced, and the reaction between the source gas and the catalyst on the substrate is less likely to be hindered, so that a decrease in growth rate associated with the growth of carbon nanotubes can be suppressed. Therefore, according to the manufacturing method of the carbon nanotube, a long carbon nanotube can be obtained.

ここで、「超音波」とは、ＪＩＳ−Ｚ８１１６：２０００に規定する、およそ１６ｋＨｚ以上の周波数の音響振動をいう。「長尺」とは、ＣＮＴの平均長さが例えば１ｍｍ、好ましくは２ｍｍを超えるものをいう。   Here, “ultrasonic waves” refers to acoustic vibrations having a frequency of approximately 16 kHz or more as defined in JIS-Z8116: 2000. “Long” means that the average length of CNTs is, for example, more than 1 mm, preferably more than 2 mm.

以上説明したように、本発明のカーボンナノチューブの製造装置及び製造方法によればカーボンナノチューブの成長速度の低下を抑制し、長尺のカーボンナノチューブを得ることができる。   As described above, according to the carbon nanotube production apparatus and production method of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the growth rate of carbon nanotubes and obtain long carbon nanotubes.

本発明の第一実施形態に係るＣＮＴの製造装置を示す模式的中央縦断面図である。It is a typical central longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing apparatus of CNT which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態に係るＣＮＴの製造装置を示す模式的中央縦断面図である。It is a typical center longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing apparatus of CNT which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態に係るＣＮＴの製造装置を示す模式的中央縦断面図である。It is a typical center longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing apparatus of CNT which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態に係るＣＮＴの製造装置を示す模式的中央縦断面図である。It is a typical center longitudinal cross-sectional view which shows the manufacturing apparatus of CNT which concerns on 4th embodiment of this invention.

以下、適宜図面を参照しつつ当該カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」ともいう。）の製造装置及び製造方法の実施の形態を詳説する。   Hereinafter, embodiments of the manufacturing apparatus and manufacturing method of the carbon nanotube (hereinafter also referred to as “CNT”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

［第一実施形態］
＜ＣＮＴの製造装置＞
図１のＣＮＴの製造装置１は、表面に触媒を担持した１又は複数の基板Ｘ上に原料ガスを供給することで、ＣＶＤ法により前記基板Ｘ上にＣＮＴを成長させるものである。図１のＣＮＴの製造装置１は、具体的には反応炉２、原料ガス供給手段３、排気手段４、基板保持部としての基板ホルダー５及び１の振動体６を主に備えている。 [First embodiment]
<CNT manufacturing equipment>
The CNT manufacturing apparatus 1 in FIG. 1 grows CNTs on the substrate X by a CVD method by supplying a source gas onto one or a plurality of substrates X carrying a catalyst on the surface. Specifically, the CNT manufacturing apparatus 1 of FIG. 1 mainly includes a reaction furnace 2, a raw material gas supply means 3, an exhaust means 4, a substrate holder 5 as a substrate holding part, and a vibrating body 6 of 1.

（基板）
前記基板Ｘは、平板形状を有し、表面に触媒を担持している。この触媒に原料ガスが接触することで、基板Ｘの表面に垂直に配向したＣＮＴが成長する。 (substrate)
The substrate X has a flat plate shape and carries a catalyst on its surface. By contacting the raw material gas with this catalyst, CNTs oriented perpendicular to the surface of the substrate X grow.

基板Ｘの材質としては、特に限定されないが、例えば石英ガラス、酸化膜付きシリコン等を用いることができる。基板Ｘの形状としては、特に限定されないが、例えば円形のものを用いることができる。基板Ｘの大きさとしては、特に限定されない。反応炉２内に円形の基板Ｘを複数枚同時に装填する場合、基板Ｘの直径としては、例えば１インチ以上６インチ以下のものを用いることができる。また、反応炉２内に円形の基板Ｘを１枚のみ装填することもできる。   The material of the substrate X is not particularly limited. For example, quartz glass, silicon with an oxide film, or the like can be used. The shape of the substrate X is not particularly limited. For example, a circular shape can be used. The size of the substrate X is not particularly limited. When a plurality of circular substrates X are simultaneously loaded in the reaction furnace 2, the substrate X may have a diameter of 1 inch to 6 inches, for example. Further, only one circular substrate X can be loaded in the reaction furnace 2.

前記触媒としては、例えば鉄、ニッケル、コバルト、チタン、白金等が挙げられる。前記触媒は、蒸着、スパッタリング、ディッピング等により基板Ｘ上に担持できる。触媒は基板Ｘ上に層状に形成してもよい。触媒は、基板Ｘの片面に担持してもよいし、両面に同種または面毎に異なる触媒を担持してもよい。   Examples of the catalyst include iron, nickel, cobalt, titanium, platinum and the like. The catalyst can be supported on the substrate X by vapor deposition, sputtering, dipping or the like. The catalyst may be formed in layers on the substrate X. The catalyst may be supported on one side of the substrate X, or the same type or different catalysts may be supported on both sides.

（反応炉）
反応炉２は、その内部に１又は複数の基板を装填し、ＣＶＤ法によりＣＮＴを成長させる容器であり、チャンバー２ａ及びヒーター２ｂを備える。 (Reactor)
The reaction furnace 2 is a container in which one or a plurality of substrates are loaded and a CNT is grown by a CVD method, and includes a chamber 2a and a heater 2b.

チャンバー２ａは軸が水平方向の円筒形の形状であり、基板Ｘをその内部に収容することができる。また、供給口２ｃを通じて原料ガスを内部に導入でき、排気口２ｄを通じて内部の空気や反応後のガスを外部に排出できる。チャンバー２ａの材質としては、使用する原料ガスに対する耐食性やチャンバー２ａの加熱温度に耐えるものであれば特に限定されないが、例えば石英ガラスやセラミック、ＳｉＣ等を用いることができる。チャンバー２ａの形状としては、１又は複数の基板Ｘを収容できる形状であれば特に限定されないが、上述の円筒状の他、底面及び半球面を有する中空の略半球状、直方体等の箱状などが挙げられる。チャンバー２ａは、チャンバー２ａ内に導入されたガスが外に拡散しないように密閉できることが好ましい。ここで、チャンバー２ａの軸方向とは、チャンバー２ａの円筒形の高さ方向をいう。   The chamber 2a has a cylindrical shape with a horizontal axis, and can accommodate the substrate X therein. Further, the source gas can be introduced into the inside through the supply port 2c, and the internal air and the gas after the reaction can be discharged to the outside through the exhaust port 2d. The material of the chamber 2a is not particularly limited as long as it can withstand the corrosion resistance to the raw material gas used and the heating temperature of the chamber 2a. For example, quartz glass, ceramic, SiC, or the like can be used. The shape of the chamber 2a is not particularly limited as long as it can accommodate one or a plurality of substrates X. In addition to the above-described cylindrical shape, a hollow substantially hemispherical shape having a bottom surface and a hemispherical surface, a box shape such as a rectangular parallelepiped, etc. Is mentioned. The chamber 2a is preferably sealed so that the gas introduced into the chamber 2a does not diffuse outside. Here, the axial direction of the chamber 2a refers to the cylindrical height direction of the chamber 2a.

また、反応炉２における供給口２ｃ及び排気口２ｄのそれぞれの位置としては、円筒状のチャンバーの一端側及び他端側の軸と垂直な面の他、円筒状のチャンバーの一端側の軸と垂直な面及び軸と平行な面、箱状のチャンバーの上面及び側面、底面及び側面など必要に応じて適宜設計変更できる。また、反応炉２は供給口２ｃ又は排気口２ｄを複数備えてもよい。   In addition, as the respective positions of the supply port 2c and the exhaust port 2d in the reaction furnace 2, in addition to the plane perpendicular to the one end side and the other end axis of the cylindrical chamber, the one end side axis of the cylindrical chamber The vertical plane and the plane parallel to the axis, the top and side surfaces, the bottom surface and the side surface of the box-shaped chamber can be appropriately modified as necessary. The reaction furnace 2 may include a plurality of supply ports 2c or exhaust ports 2d.

ヒーター２ｂは、チャンバー２ａを加熱し、ＣＮＴが成長可能な温度を維持する。ヒーター２ｂとしては、例えば軸を通る平面で円筒を２分割した形状を有し、円筒状のチャンバー２ａの軸と平行な面を覆うようにチャンバー２ａの軸方向と垂直な方向に配設されているもの、板状の形状を有し、箱状のチャンバー２ａの外面と平行に配設されているもの等を用いることができる。ヒーター２ｂをチャンバー２ａの軸方向と垂直な方向に配設することでチャンバー２ａをその軸方向と垂直な方向から加熱でき、その結果チャンバー２ａ内を十分に加熱することができる。ヒーター２ｂの種類は特に制限されないが、例えば抵抗加熱式ヒーターが挙げられる。   The heater 2b heats the chamber 2a and maintains a temperature at which CNTs can grow. The heater 2b has, for example, a shape obtained by dividing a cylinder into two by a plane passing through the axis, and is arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the chamber 2a so as to cover a plane parallel to the axis of the cylindrical chamber 2a. And those having a plate-like shape and arranged parallel to the outer surface of the box-shaped chamber 2a can be used. By disposing the heater 2b in a direction perpendicular to the axial direction of the chamber 2a, the chamber 2a can be heated from a direction perpendicular to the axial direction, and as a result, the inside of the chamber 2a can be sufficiently heated. Although the kind in particular of heater 2b is not restrict | limited, For example, a resistance heating type heater is mentioned.

チャンバー２ａ内の加熱温度の上限としては、１３００℃が好ましく、１０００℃がより好ましく、９００℃がさらに好ましい。一方、チャンバー２ａ内の加熱温度の下限としては、５００℃が好ましく、７００℃がより好ましく、８００℃がさらに好ましい。チャンバー２ａ内の加熱温度が前記上限を超えると、反応速度が速くなり、得られるＣＮＴの密度が小さくなるおそれがある。逆に、チャンバー２ａ内の加熱温度が前記下限未満であると、ＣＮＴの成長速度が遅くなり生産性が劣るおそれがある。チャンバー２ａ内の加熱温度が前記範囲であることにより、ＣＮＴをより効率良く成長させることができる。   As an upper limit of the heating temperature in the chamber 2a, 1300 degreeC is preferable, 1000 degreeC is more preferable, and 900 degreeC is further more preferable. On the other hand, as a minimum of heating temperature in chamber 2a, 500 ° C is preferred, 700 ° C is more preferred, and 800 ° C is still more preferred. When the heating temperature in the chamber 2a exceeds the upper limit, the reaction rate is increased, and the density of the obtained CNT may be reduced. On the contrary, if the heating temperature in the chamber 2a is less than the lower limit, the growth rate of CNTs is slowed and the productivity may be inferior. When the heating temperature in the chamber 2a is in the above range, CNTs can be grown more efficiently.

（原料ガス供給手段）
原料ガス供給手段３は、ＣＮＴの成長に必要な原料ガスを反応炉２に供給する。前記原料ガスとしては、例えば炭素を含む化合物が挙げられる。前記炭素を含む化合物としては、例えばアセチレン（Ｃ２Ｈ２）、メタン（Ｃ２Ｈ４）等の有機化合物が挙げられ、アセチレンが好ましい。アセチレンを用いることで、酸素等の支燃性ガスを用いなくても熱分解反応が自発的に継続することができる。 (Raw gas supply means)
The source gas supply unit 3 supplies source gas necessary for the growth of CNTs to the reaction furnace 2. Examples of the source gas include a compound containing carbon. Examples of the compound containing carbon include organic compounds such as acetylene (C 2 H 2 ) and methane (C 2 H 4 ), and acetylene is preferable. By using acetylene, the pyrolysis reaction can continue spontaneously without using a combustion-supporting gas such as oxygen.

また、原料ガス供給手段３は、通常、炭素となる原料ガス以外に反応速度を制御するため窒素（Ｎ２）、水素（Ｈ２）等のキャリアガスを混合して供給する。このキャリアガスの供給量を調整することで原料ガスの分解速度を制御できる。また、キャリアガスを混合せず、原料ガスのみを供給することも可能である。当該ＣＮＴの製造装置１は、基板Ｘにアモルファスカーボンが堆積し難いため、上述のように原料ガスのみを供給する場合における原料ガスの流量、ＣＮＴの成長時間等の調整が容易である。 In addition, the source gas supply means 3 usually supplies a mixture of carrier gases such as nitrogen (N 2 ) and hydrogen (H 2 ) in order to control the reaction rate in addition to the source gas that becomes carbon. The decomposition rate of the source gas can be controlled by adjusting the supply amount of the carrier gas. Further, it is possible to supply only the raw material gas without mixing the carrier gas. Since the CNT manufacturing apparatus 1 is difficult to deposit amorphous carbon on the substrate X, it is easy to adjust the flow rate of the source gas, the CNT growth time, etc. when only the source gas is supplied as described above.

原料ガスの供給量は反応炉２の大きさによるが、例えば４インチの基板を２５枚装填できる反応炉２において、原料ガス供給量の下限としては、１０００ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ ｐｅｒ ｍｉｎ、標準状態（２５℃、１気圧）における体積流量）が好ましく、１６００ｓｃｃｍがより好ましい。原料ガス供給量が前記下限未満である場合、炭素の供給量が不足し、ＣＮＴの成長速度が不十分となるおそれがある。一方、原料ガス供給量の上限としては、２５００ｓｃｃｍが好ましく、２０００ｓｃｃｍがより好ましい。原料ガス供給量が前記上限を超える場合、過剰に炭素が供給されることで、生成されるアモルファスカーボンの量が増加し、基板Ｘからアモルファスカーボンを十分に除去できなくなるおそれがある。   The supply amount of the source gas depends on the size of the reaction furnace 2. For example, in the reaction furnace 2 in which 25 sheets of 4 inch substrates can be loaded, the lower limit of the source gas supply amount is 1000 sccm (Standard cc per min, standard state (25 Volume flow rate) at 1 ° C., preferably 1600 sccm. When the supply amount of the raw material gas is less than the lower limit, the supply amount of carbon is insufficient, and the growth rate of CNT may be insufficient. On the other hand, the upper limit of the supply amount of the raw material gas is preferably 2500 sccm, more preferably 2000 sccm. When the supply amount of the raw material gas exceeds the upper limit, the amount of amorphous carbon produced increases due to excessive supply of carbon, and the amorphous carbon may not be sufficiently removed from the substrate X.

原料ガスとキャリアガスとを加えた総供給量の上限としては１００００ｓｃｃｍが好ましく、５０００ｓｃｃｍがより好ましく、３０００ｓｃｃｍがさらに好ましい。一方、前記総供給量の下限としては２０００ｓｃｃｍが好ましく、２２５０ｓｃｃｍがより好ましく、２５００ｓｃｃｍがさらに好ましい。前記総供給量が前記上限を超えると、原料ガスが反応炉２内に滞留し難くなりＣＮＴの成長が遅くなるおそれがある。逆に、前記総供給量が前記下限未満であると原料ガスが少ないためにＣＮＴの成長が遅くなるおそれがある。前記総供給量を前記範囲内とすることで、ＣＮＴの生産効率を高めることができる。   The upper limit of the total supply amount including the source gas and the carrier gas is preferably 10,000 sccm, more preferably 5000 sccm, and still more preferably 3000 sccm. On the other hand, the lower limit of the total supply amount is preferably 2000 sccm, more preferably 2250 sccm, and further preferably 2500 sccm. When the total supply amount exceeds the upper limit, the raw material gas hardly stays in the reaction furnace 2 and the growth of CNTs may be delayed. On the other hand, if the total supply amount is less than the lower limit, the growth of CNTs may be slowed because the amount of raw material gas is small. By setting the total supply amount within the above range, the production efficiency of CNTs can be increased.

また、原料ガス供給量に対するキャリアガス供給量の下限としては、２００体積％が好ましく、３００体積％がより好ましい。キャリアガス供給量が前記下限未満である場合、原料ガスの分解速度が速くなりすぎ、原料ガス供給の上流側の基板と下流側の基板とで均質なＣＮＴを得られないおそれがある。一方、キャリアガス供給量の上限としては、９００体積％が好ましく、８００体積％がより好ましい。キャリアガス供給量が前記上限を超える場合、原料ガスの分解速度が遅くなりすぎ、ＣＮＴの成長速度が不十分となるおそれがある。   Moreover, as a minimum of the carrier gas supply amount with respect to a raw material gas supply amount, 200 volume% is preferable and 300 volume% is more preferable. When the carrier gas supply amount is less than the lower limit, the decomposition rate of the source gas becomes too fast, and there is a possibility that homogeneous CNTs cannot be obtained between the upstream substrate and the downstream substrate of the source gas supply. On the other hand, the upper limit of the carrier gas supply amount is preferably 900% by volume, and more preferably 800% by volume. When the supply amount of the carrier gas exceeds the upper limit, the decomposition rate of the raw material gas becomes too slow, and the growth rate of CNT may be insufficient.

原料ガス供給手段３は、原料ガス導入管７によってチャンバー２ａの供給口２ｃに接続されている。これにより原料ガス供給手段３は、反応炉２に原料ガスを供給することができる。   The source gas supply means 3 is connected to the supply port 2c of the chamber 2a by a source gas introduction pipe 7. Thereby, the source gas supply means 3 can supply the source gas to the reaction furnace 2.

原料ガス導入管７の材質としては、原料ガス等に対する耐食性や反応炉２の温度に耐える耐熱性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば石英ガラス、ＳｉＣ等が挙げられる。   The material of the raw material gas introduction pipe 7 is not particularly limited as long as it is a material having corrosion resistance to the raw material gas or the like and heat resistance that can withstand the temperature of the reaction furnace 2, and examples thereof include quartz glass and SiC.

（排気手段）
排気手段４は、排気管８を介してチャンバー２ａの排気口２ｄに接続され、反応炉２内のガスの排気を行うことができる。排気手段４は、例えばロータリーポンプ等の真空ポンプを有してもよい。排気手段４により反応炉２からの排気量を調整することで、反応炉２内の圧力を制御することができる。 (Exhaust means)
The exhaust means 4 is connected to the exhaust port 2d of the chamber 2a through the exhaust pipe 8, and can exhaust the gas in the reaction furnace 2. The exhaust means 4 may have a vacuum pump such as a rotary pump. The pressure in the reaction furnace 2 can be controlled by adjusting the exhaust amount from the reaction furnace 2 by the exhaust means 4.

（基板ホルダー）
基板ホルダー５は、反応炉２のチャンバー２ａ内に配設され、１又は複数の基板Ｘを保持することができる。基板ホルダー５としては、例えば水平に配設された２本の平行な棒に溝が設けられ、その溝に垂直方向に基板Ｘを差し込み保持するものが挙げられる。基板ホルダー５の材質としては、耐熱性を有すれば特に限定されず、例えば石英、ＳｉＣ、セラミックス等が挙げられる。 (Substrate holder)
The substrate holder 5 is disposed in the chamber 2 a of the reaction furnace 2 and can hold one or a plurality of substrates X. Examples of the substrate holder 5 include one in which a groove is provided in two parallel bars arranged horizontally and the substrate X is inserted and held in the groove in a vertical direction. The material of the substrate holder 5 is not particularly limited as long as it has heat resistance, and examples thereof include quartz, SiC, and ceramics.

図１に示すように、基板ホルダー５の一端はチャンバー２ａの軸方向端部の壁面を貫通し、この貫通部分にはパッキン９が配設される。これにより、基板ホルダー５の基板Ｘを保持する一端側はチャンバー２ａの内部に位置し、基板Ｘを保持しない他端側はチャンバー２ａの外部に位置する。このチャンバー２ａの外部に位置する側の端部に振動体６が接続される。   As shown in FIG. 1, one end of the substrate holder 5 penetrates the wall surface of the axial end of the chamber 2a, and a packing 9 is disposed in this penetrating portion. As a result, one end side of the substrate holder 5 holding the substrate X is located inside the chamber 2a, and the other end side not holding the substrate X is located outside the chamber 2a. The vibrating body 6 is connected to an end portion on the side located outside the chamber 2a.

反応炉２内に基板Ｘを複数同時に装填する場合、基板Ｘは略等間隔に保持される。基板Ｘの平均間隔ｄの上限としては、３ｃｍが好ましく、２ｃｍがより好ましく、１．７ｃｍがさらに好ましい。一方、前記平均間隔ｄの下限としては、０．５ｃｍが好ましく、１ｃｍがより好ましく、１．３ｃｍがさらに好ましい。前記平均間隔ｄが前記上限を超えると、反応炉２内に配設できる基板Ｘの枚数が少なくなる。逆に、前記平均間隔ｄが前記下限未満であると、原料ガスを基板Ｘ全体に十分に供給できないおそれがある。基板Ｘの平均間隔ｄを前記範囲とすることで、より多くの基板ＸでＣＮＴを均一に成長させることができる。ここで、基板Ｘの平均間隔ｄとは、隣接する基板Ｘの対向する面間の最小距離をいう。   When a plurality of substrates X are loaded in the reaction furnace 2 at the same time, the substrates X are held at substantially equal intervals. The upper limit of the average distance d between the substrates X is preferably 3 cm, more preferably 2 cm, and even more preferably 1.7 cm. On the other hand, the lower limit of the average distance d is preferably 0.5 cm, more preferably 1 cm, and further preferably 1.3 cm. When the average distance d exceeds the upper limit, the number of substrates X that can be disposed in the reaction furnace 2 decreases. Conversely, if the average distance d is less than the lower limit, the source gas may not be sufficiently supplied to the entire substrate X. By setting the average interval d of the substrates X within the above range, CNTs can be uniformly grown on more substrates X. Here, the average distance d between the substrates X refers to the minimum distance between the opposing surfaces of the adjacent substrates X.

反応炉２内に基板Ｘを複数同時に装填する場合の基板Ｘの枚数の下限としては、１５枚が好ましく、２５枚がより好ましい。一方、装填する基板Ｘの枚数の上限としては、５０枚が好ましく、４０枚がより好ましい。装填する枚数が前記下限未満であると、一回のプロセスで得られるＣＮＴの量が少なく、生産効率が向上しないおそれがある。逆に、装填する枚数が前記上限を超えると、全ての基板Ｘに原料ガスを均等に供給することが困難になるか、又は反応炉２の巨大化を招来するおそれがある。   The lower limit of the number of substrates X when a plurality of substrates X are simultaneously loaded in the reaction furnace 2 is preferably 15 and more preferably 25. On the other hand, the upper limit of the number of substrates X to be loaded is preferably 50, and more preferably 40. If the number of sheets to be loaded is less than the lower limit, the amount of CNT obtained in one process is small, and production efficiency may not be improved. On the contrary, if the number of sheets to be loaded exceeds the upper limit, it may be difficult to uniformly supply the source gas to all the substrates X, or the reaction furnace 2 may be enlarged.

（パッキン）
パッキン９は、基板ホルダー５のチャンバー２ａの軸方向端部の壁面における貫通部分に配設される。このパッキン９は、チャンバー２ａの気密性を維持でき、原料ガス等により劣化せず、ＣＮＴの製造工程において破損しない程度の耐熱性を有するものであれば特に限定されない。パッキン９の材質としては、例えばフッ素樹脂等が挙げられる。 (Packing)
The packing 9 is disposed in a penetrating portion in the wall surface at the axial end of the chamber 2 a of the substrate holder 5. The packing 9 is not particularly limited as long as it can maintain the hermeticity of the chamber 2a, is not deteriorated by the raw material gas, and has heat resistance enough to prevent damage in the CNT manufacturing process. Examples of the material of the packing 9 include a fluororesin.

（振動体）
振動体６は、基板Ｘ又は反応炉２に振動を付与し、基板Ｘ上におけるアモルファスカーボンの成長を阻害するものである。図１に示すように、振動体６は基板ホルダー５のチャンバー２ａの外部に位置する側の端部に接続される。これにより、振動体６から発生する振動が基板ホルダー５に付与され、基板Ｘに伝播する。 (Vibrating body)
The vibrating body 6 applies vibration to the substrate X or the reaction furnace 2 and inhibits the growth of amorphous carbon on the substrate X. As shown in FIG. 1, the vibrating body 6 is connected to the end of the substrate holder 5 on the side located outside the chamber 2 a. Thereby, the vibration generated from the vibrating body 6 is applied to the substrate holder 5 and propagates to the substrate X.

前記振動体６としては、基板Ｘ又は反応炉２に振動を付与でき、かつ基板Ｘに付与される振動の強度をＣＮＴが脱落又は破損しない程度に調整できるものであれば特に限定されない。前記振動体６としては、振動を付与する対象物に機械的な振動を媒体を介さずに付与する装置が用いられる。このような振動発生装置としては、例えばアンバランスウェイト、油圧ピストン、圧電セラミックス、圧電高分子膜、圧電薄膜、コイル等を用いた振動発生装置などが挙げられる。   The vibrating body 6 is not particularly limited as long as it can apply vibration to the substrate X or the reaction furnace 2 and can adjust the intensity of vibration applied to the substrate X to such an extent that the CNTs are not dropped or damaged. As the vibrating body 6, an apparatus that applies mechanical vibration to a target object to which vibration is applied without using a medium is used. Examples of such vibration generators include vibration generators using unbalanced weights, hydraulic pistons, piezoelectric ceramics, piezoelectric polymer films, piezoelectric thin films, coils, and the like.

振動体６と基板ホルダー５とを接続する方法としては、熱及び振動により振動体６が基板ホルダー５から脱落しないものであれば特に限定されないが、例えば取付具を用いる接合、接着剤等を用いる接着、アーク溶接等の溶接等が挙げられる。また、前記取付具としては、例えばねじを有する取付具、バネを有する取付具、マグネット等の磁力により固定する取付具、真空により固定する取付具などが挙げられる。   The method for connecting the vibrating body 6 and the substrate holder 5 is not particularly limited as long as the vibrating body 6 does not fall off the substrate holder 5 due to heat and vibration. For example, bonding using a fixture, adhesive, or the like is used. Examples include welding and arc welding. Examples of the fixture include a fixture having a screw, a fixture having a spring, a fixture fixed by a magnetic force such as a magnet, and a fixture fixed by a vacuum.

また、チャンバー２ａの一端側の軸と垂直な面を取り外し、チャンバー２ａの一端側から基板Ｘ及び基板ホルダー５を出し入れする場合、基板ホルダー５と振動体６とが着脱可能であることが好ましい。このように基板ホルダー５と振動体６とを着脱可能とすることで、チャンバー２ａの一端側の軸と垂直な面、基板Ｘ及び基板ホルダー５の着脱が容易となる。この場合、振動体６と基板ホルダー５とを着脱可能に接続する方法としては、例えば前記取付具を用いる接合が挙げられる。   Further, when the surface perpendicular to the axis on one end side of the chamber 2a is removed and the substrate X and the substrate holder 5 are taken in and out from one end side of the chamber 2a, it is preferable that the substrate holder 5 and the vibrating body 6 are detachable. Thus, by making the substrate holder 5 and the vibrating body 6 detachable, the surface perpendicular to the axis on one end side of the chamber 2a, the substrate X, and the substrate holder 5 can be easily attached and detached. In this case, as a method of detachably connecting the vibrating body 6 and the substrate holder 5, for example, joining using the mounting tool can be mentioned.

振動体６は、ＣＮＴの成長時に反応炉２の外部に輻射される温度に耐えられることが好ましい。また、振動体６がこのような耐熱性を備えていない場合、振動体６を基板ホルダー５に取り付ける際、振動体６の外部等に断熱層等を形成することが好ましい。さらに、チャンバー２ａの振動体６が配設される側の軸方向端部の周面にヒーター２ｂを配設しないことで、振動体６に輻射される熱を減少させてもよい。   It is preferable that the vibrating body 6 can withstand the temperature radiated to the outside of the reaction furnace 2 during CNT growth. In addition, when the vibrating body 6 does not have such heat resistance, it is preferable to form a heat insulating layer or the like outside the vibrating body 6 when the vibrating body 6 is attached to the substrate holder 5. Furthermore, the heat radiated to the vibrating body 6 may be reduced by not providing the heater 2b on the circumferential surface of the axial end of the chamber 2a on the side where the vibrating body 6 is provided.

振動体６が発生させる振動の周波数の上限としては、１５０ｋＨｚが好ましく、１２０ｋＨｚがより好ましく、１００ｋＨｚがさらに好ましい。一方、前記振動の周波数の下限としては、５ｋＨｚが好ましく、１５ｋＨｚがより好ましく、２０ｋＨｚがさらに好ましい。前記周波数が前記上限を超えると、振動が減衰し易く、基板Ｘ全体が均一に振動し難くなるおそれがある。逆に、前記周波数が前記下限未満の場合、振動の強度が不十分となるおそれがある。   The upper limit of the frequency of vibration generated by the vibrating body 6 is preferably 150 kHz, more preferably 120 kHz, and even more preferably 100 kHz. On the other hand, the lower limit of the vibration frequency is preferably 5 kHz, more preferably 15 kHz, and still more preferably 20 kHz. If the frequency exceeds the upper limit, vibration is likely to be attenuated, and the entire substrate X may be difficult to vibrate uniformly. On the contrary, when the frequency is less than the lower limit, the strength of vibration may be insufficient.

また、前記周波数がおよそ１６ｋＨｚ以上の超音波域であることで、振動の振幅が小さい場合でも高い振動強度が得られるため、基板Ｘに付与する振動強度を容易に向上させることができる。また、振動の強度の調整も容易である。   Moreover, since the high frequency of vibration is obtained even when the amplitude of vibration is small because the frequency is in the ultrasonic range of about 16 kHz or more, the vibration strength applied to the substrate X can be easily improved. In addition, it is easy to adjust the vibration intensity.

振動体６が発生させる振動の振幅の上限としては、１０００μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。一方、前記振幅の下限としては、０．１μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。前記振幅が前記上限を超えると、ＣＮＴが破損、脱落等するおそれがある。逆に、前記振幅が前記下限未満の場合、アモルファスカーボンを除去するために周波数を大幅に増加させる必要が生じ、除去にかかるコストが増大するおそれがある。   The upper limit of the amplitude of vibration generated by the vibrating body 6 is preferably 1000 μm, and more preferably 100 μm. On the other hand, the lower limit of the amplitude is preferably 0.1 μm, and more preferably 1 μm. If the amplitude exceeds the upper limit, the CNT may be damaged or dropped off. On the other hand, when the amplitude is less than the lower limit, it is necessary to significantly increase the frequency in order to remove amorphous carbon, which may increase the cost for removal.

また、基板ＸをＣＮＴの成長方向と垂直な方向、すなわち基板Ｘの平面方向に振動させる振動を付与することが好ましい。このように、基板ＸがＣＮＴの成長方向と垂直な方向に振動することで、基板Ｘ上のアモルファスカーボンをより効率良く除去できる。   Further, it is preferable to apply vibration that vibrates the substrate X in a direction perpendicular to the growth direction of the CNTs, that is, in a plane direction of the substrate X. Thus, the substrate X vibrates in the direction perpendicular to the growth direction of the CNTs, so that the amorphous carbon on the substrate X can be removed more efficiently.

（利点）
当該ＣＮＴの製造装置１は、振動体６を備え、この振動体６により基板Ｘに振動が付与される。このように基板Ｘが振動することで、基板Ｘの表面上に付着したアモルファスカーボンが基板Ｘから脱落し易くなり、基板Ｘへのアモルファスカーボンの蓄積量が減少する。また、ＣＮＴが揺動することで、ＣＮＴの間へ原料ガスが導入されやすく、触媒への原料ガスの供給量が増加する。これらの結果、ＣＮＴが成長し易くなり、長尺のＣＮＴを容易かつ確実に得ることができる。また、基板Ｘが振動することで基板Ｘ上から低品質のＣＮＴを脱落させてＣＮＴをふるい分けることができる。このため、ＣＮＴの品質を向上できる。 (advantage)
The CNT manufacturing apparatus 1 includes a vibrating body 6, and vibration is applied to the substrate X by the vibrating body 6. As the substrate X vibrates in this way, the amorphous carbon adhering to the surface of the substrate X is easily dropped from the substrate X, and the amount of amorphous carbon accumulated on the substrate X is reduced. In addition, since the CNT swings, the source gas is easily introduced between the CNTs, and the supply amount of the source gas to the catalyst increases. As a result, CNTs grow easily, and long CNTs can be obtained easily and reliably. Further, the substrate X vibrates, so that the low-quality CNTs are dropped from the substrate X, and the CNTs can be screened. For this reason, the quality of CNT can be improved.

＜ＣＮＴの製造方法＞
当該ＣＮＴの製造方法は、基板Ｘ又は反応炉２に振動を付与する工程（以下、「振動付与工程」ともいう。）を主に備える。また、当該ＣＮＴの製造方法は、当該ＣＮＴの製造装置１を用い、化学気相成長法（以下、「ＣＶＤ法」ともいう。）によりＣＮＴを成長させるものである。 <Method for producing CNT>
The CNT manufacturing method mainly includes a step of applying vibration to the substrate X or the reaction furnace 2 (hereinafter also referred to as “vibration applying step”). The CNT manufacturing method uses the CNT manufacturing apparatus 1 to grow CNTs by chemical vapor deposition (hereinafter also referred to as “CVD method”).

前記振動付与工程は、原料ガスを反応炉２内に供給する間に行うことが好ましく、ＣＮＴが成長する間に行うことがより好ましく、ＣＮＴが長尺となった後に行うことがさらに好ましい。ＣＮＴが成長する間に振動付与工程を行うことで、基板Ｘ等へのアモルファスカーボンの蓄積量が低減される。また、ＣＮＴの成長がアモルファスカーボンにより阻害され難いＣＮＴの成長初期に振動付与工程を行わず、ＣＮＴが長尺となった後に振動付与工程を行うことで、振動による成長初期のＣＮＴへの悪影響を最小限に抑えることができ、長尺のＣＮＴを得る際のコストを低減できる。   The vibration applying step is preferably performed while supplying the raw material gas into the reaction furnace 2, more preferably performed while the CNT grows, and further preferably performed after the CNT becomes long. By performing the vibration applying step while the CNTs grow, the amount of amorphous carbon accumulated on the substrate X or the like is reduced. In addition, the vibration imparting step is not performed at the initial stage of CNT growth, where the growth of CNT is difficult to be inhibited by amorphous carbon, and the vibration imparting step is performed after the CNT has become long, thereby adversely affecting the initial CNT due to vibration. It can be minimized and the cost for obtaining long CNTs can be reduced.

前記ＣＶＤ法としては、例えば減圧ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられ、これらの中で減圧ＣＶＤ法が好ましい。減圧ＣＶＤ法を用いることで、高品質のＣＮＴを比較的簡易に得ることができる。   Examples of the CVD method include a low pressure CVD method, an atmospheric pressure CVD method, a plasma CVD method, and the like. Among these, the low pressure CVD method is preferable. By using the low pressure CVD method, high quality CNTs can be obtained relatively easily.

減圧ＣＶＤ法を用いる場合におけるＣＮＴ成長中の反応炉２内の圧力の上限としては、
１０００Ｐａが好ましく、７００Ｐａがより好ましい。一方、前記圧力の下限としては、３００Ｐａが好ましく、５００Ｐａがより好ましい。前記圧力が前記上限を超えると、得られるＣＮＴの品質が低下するおそれがある。逆に、前記圧力が前記下限未満の場合、ＣＮＴの製造にかかるコストが増大するおそれがある。 As an upper limit of the pressure in the reaction furnace 2 during CNT growth when using the low pressure CVD method,
1000 Pa is preferable, and 700 Pa is more preferable. On the other hand, the lower limit of the pressure is preferably 300 Pa, and more preferably 500 Pa. When the said pressure exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the quality of CNT obtained may fall. Conversely, when the pressure is less than the lower limit, the cost for manufacturing CNTs may increase.

（利点）
当該ＣＮＴの製造方法では、当該ＣＮＴの製造装置１を用い、複数の基板Ｘに振動を付与する。これにより基板Ｘが振動し、基板Ｘの表面上に付着したアモルファスカーボンが基板から脱落し易くなる。また、ＣＮＴが揺動するためＣＮＴの間へ原料ガスが導入されやすく、触媒への原料ガスの供給量が増加する。これらの結果、基板Ｘにおけるアモルファスカーボンの蓄積量が減少しＣＮＴが成長し易くなる。従って、ＣＮＴの成長に伴う成長速度の低下が抑制され、長尺のＣＮＴを容易かつ確実に得ることができる。 (advantage)
In the CNT manufacturing method, vibration is applied to the plurality of substrates X using the CNT manufacturing apparatus 1. As a result, the substrate X vibrates, and the amorphous carbon adhering to the surface of the substrate X easily falls off the substrate. Further, since the CNT swings, the source gas is easily introduced between the CNTs, and the amount of the source gas supplied to the catalyst increases. As a result, the amount of amorphous carbon stored in the substrate X is reduced, and CNTs are easily grown. Therefore, a decrease in growth rate accompanying the growth of CNTs is suppressed, and long CNTs can be obtained easily and reliably.

［第二実施形態］
図２のＣＮＴの製造装置１１は、反応炉２、原料ガス供給手段３、排気手段４、基板ホルダー５、並びに第１振動体１２及び第２振動体１３を主に備えている。この反応炉２、原料ガス供給手段３、排気手段４及び基板ホルダー５は、前記第一実施形態のＣＮＴの製造装置１と同様であるので同一番号を付して説明を省略する。 [Second Embodiment]
The CNT manufacturing apparatus 11 in FIG. 2 mainly includes a reaction furnace 2, a source gas supply unit 3, an exhaust unit 4, a substrate holder 5, and a first vibrating body 12 and a second vibrating body 13. Since the reaction furnace 2, the raw material gas supply means 3, the exhaust means 4 and the substrate holder 5 are the same as those in the CNT manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, the same numbers are assigned and the description is omitted.

第１振動体１２は、基板ホルダー５に接続され、基板ホルダー５に振動を付与する。これにより基板ホルダー５が保持する基板Ｘに振動が付与される。第２振動体１３は、反応炉２のチャンバー２ａに接続され、主に反応炉２に振動を付与する。   The first vibrating body 12 is connected to the substrate holder 5 and applies vibration to the substrate holder 5. As a result, vibration is applied to the substrate X held by the substrate holder 5. The second vibrating body 13 is connected to the chamber 2 a of the reaction furnace 2 and mainly applies vibration to the reaction furnace 2.

第２振動体１３とチャンバー２ａとを接続する方法としては、上述の振動体６と基板ホルダー５との接続方法と同様のものを用いることができる。これらの中で、第２振動体１３が容易に着脱できる取付具による接合が好ましい。   As a method of connecting the second vibrating body 13 and the chamber 2a, the same method as the above-described connecting method of the vibrating body 6 and the substrate holder 5 can be used. Among these, the joining by the fixture which can attach or detach the 2nd vibrating body 13 easily is preferable.

また、上述のようにチャンバー２ａの一端側の軸と垂直な面が取り外し可能である場合、この取り外し可能な面に第２振動体１３を接続すると、チャンバー２ａの円筒部の端部とこの取り外し可能な面との間で振動伝達の損失が生じチャンバー２ａに付与される振動が不十分となるおそれがある。この場合、第２振動体１３をチャンバー２ａの軸と平行な面のヒーター２ｂの配置されていない領域に接続してもよく、ヒーター２ｂのチャンバー２ａと接していない側の面に第２振動体１３を接続してもよい。このように、チャンバー２ａの軸と平行な面側に第２振動体１３を接続することで、前記チャンバー２ａにおける振動伝達の損失を低減することができる。   Further, when the surface perpendicular to the axis on one end side of the chamber 2a is removable as described above, when the second vibrating body 13 is connected to the removable surface, the end of the cylindrical portion of the chamber 2a and the removal There is a risk of vibration transmission loss between the possible surface and insufficient vibration applied to the chamber 2a. In this case, the second vibrating body 13 may be connected to a region of the surface parallel to the axis of the chamber 2a where the heater 2b is not disposed, and the second vibrating body is not connected to the surface of the heater 2b on the side not in contact with the chamber 2a. 13 may be connected. Thus, by connecting the second vibrating body 13 to the surface side parallel to the axis of the chamber 2a, it is possible to reduce the loss of vibration transmission in the chamber 2a.

さらに、チャンバー２ａやヒータ−２ｂはＣＮＴの成長時に高温となるため、チャンバー２ａやヒーター２ｂと第２振動体１３との間に断熱材等を狭持してもよい。   Furthermore, since the chamber 2a and the heater-2b become a high temperature during the growth of CNTs, a heat insulating material or the like may be sandwiched between the chamber 2a or the heater 2b and the second vibrating body 13.

当該ＣＮＴの製造装置１１は、第１振動体１２が基板Ｘに振動を付与することで、上述の基板Ｘへのアモルファスカーボンの蓄積を低減できる。加えて、第２振動体１３が主に反応炉２に振動を付与することで、反応炉２の内壁へのＣＮＴ及びアモルファスカーボンの付着を低減できる。これにより上述の基板Ｘへのアモルファスカーボンの蓄積を低減できると共に、反応炉２の内壁へのＣＮＴ及びアモルファスカーボンの付着を低減できる。これにより反応炉２のメンテナンスの頻度を抑えることができ、その結果ＣＮＴの製造にかかるコストを低減できる。   The CNT manufacturing apparatus 11 can reduce the accumulation of amorphous carbon on the substrate X described above by the first vibrating body 12 imparting vibration to the substrate X. In addition, adhesion of CNT and amorphous carbon to the inner wall of the reaction furnace 2 can be reduced because the second vibrating body 13 mainly applies vibration to the reaction furnace 2. As a result, the accumulation of amorphous carbon on the substrate X can be reduced, and the adhesion of CNT and amorphous carbon to the inner wall of the reaction furnace 2 can be reduced. Thereby, the maintenance frequency of the reaction furnace 2 can be suppressed, and as a result, the cost for manufacturing CNTs can be reduced.

第１振動体１２及び第２振動体１３が発生させる振動は同等のものであってもよく、周波数等が異なるものであっても良い。第１振動体１２及び第２振動体１３が発生させる振動を異なるものとする場合、第２振動体１３が発生させる振動は第１振動体１２のものより強度を高くするとよい。第２振動体１３が発生させる振動は主に反応炉２に付与されるものであるため、この振動の強度を高くしても基板Ｘ及びＣＮＴへの影響は少ない。従って、このように第２振動体１３による振動の強度を第１振動体１２による振動の強度よりも高くすることで、振動がＣＮＴに与える悪影響を抑制しつつ、反応炉２へのＣＮＴ及びアモルファスカーボンの付着をより抑制することができる。   The vibrations generated by the first vibrating body 12 and the second vibrating body 13 may be the same, or may have different frequencies. When the vibrations generated by the first vibrating body 12 and the second vibrating body 13 are different, the vibration generated by the second vibrating body 13 may be higher in intensity than that of the first vibrating body 12. Since the vibration generated by the second vibrating body 13 is mainly applied to the reaction furnace 2, even if the intensity of this vibration is increased, the influence on the substrate X and the CNT is small. Therefore, by making the strength of the vibration by the second vibrating body 13 higher than the strength of the vibration by the first vibrating body 12 in this way, while suppressing the adverse effect of the vibration on the CNT, the CNT and amorphous to the reaction furnace 2 Carbon adhesion can be further suppressed.

第１振動体１２による振動の発生は、基板Ｘ上のＣＮＴが長尺となった時点で開始し、所望の長さのＣＮＴが得られた時点で終了することが好ましい。このように、第１振動体１２による振動時間を短くすることで、ＣＮＴの製造にかかるコストを低減することができる。また、第２振動体１３による振動の発生は、原料ガスの反応炉２内への供給と同時に開始し、原料ガスの供給終了と同時に終了することが好ましい。これにより、反応炉２へのＣＮＴ及びアモルファスカーボンの付着をより確実に抑制することができる。   Generation of vibration by the first vibrating body 12 is preferably started when the CNTs on the substrate X become long, and is preferably ended when CNTs having a desired length are obtained. Thus, by shortening the vibration time by the first vibrating body 12, it is possible to reduce the cost for manufacturing the CNT. The generation of vibration by the second vibrator 13 is preferably started simultaneously with the supply of the raw material gas into the reaction furnace 2 and ended simultaneously with the end of the supply of the raw material gas. Thereby, adhesion of CNT and amorphous carbon to the reaction furnace 2 can be suppressed more reliably.

［第三実施形態］
図３のＣＮＴの製造装置２１は、反応炉２、原料ガス供給手段３、排気手段４、基板ホルダー２２及び１の振動体２３を主に備えている。この反応炉２、原料ガス供給手段３、及び排気手段４は、前記第一実施形態のＣＮＴの製造装置１と同様であるので同一番号を付して説明を省略する。 [Third embodiment]
The CNT manufacturing apparatus 21 in FIG. 3 mainly includes a reaction furnace 2, a raw material gas supply means 3, an exhaust means 4, a substrate holder 22 and a vibrating body 23. Since the reactor 2, the raw material gas supply means 3, and the exhaust means 4 are the same as those in the CNT manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, the same numbers are assigned and the description thereof is omitted.

基板ホルダー２２は、前記第一実施形態における基板ホルダー５とは異なり、その端部がチャンバー２ａの壁面を貫通せず、基板ホルダー２２の全体が反応炉２内に収容される。この基板ホルダー２２としては、前記第一実施形態における基板ホルダー５と同様の材質のものを採用できる。   Unlike the substrate holder 5 in the first embodiment, the end of the substrate holder 22 does not penetrate the wall surface of the chamber 2 a, and the entire substrate holder 22 is accommodated in the reaction furnace 2. As the substrate holder 22, a material similar to that of the substrate holder 5 in the first embodiment can be adopted.

振動体２３は非接触式の振動発生装置であり、反応炉２、原料ガス供給手段３、排気手段４及び基板ホルダー２２と非接触で配設される。振動体２３が発生させる振動は空気等を媒体とし、反応炉２等に付与される。この振動体２３としては、アモルファスカーボンを除去でき、かつＣＮＴが基板Ｘから脱落等しない程度の振動を基板Ｘに付与できるものであれば特に限定されないが、例えばスピーカー等の主に可聴域又は超音波域の音波を発生させる装置、ソナー、超音波洗浄機、超音波溶接機等に用いられる主に超音波を発生させる装置などが挙げられる。   The vibrating body 23 is a non-contact type vibration generator, and is disposed in non-contact with the reaction furnace 2, the raw material gas supply means 3, the exhaust means 4 and the substrate holder 22. The vibration generated by the vibrating body 23 is applied to the reaction furnace 2 or the like using air or the like as a medium. The vibrating body 23 is not particularly limited as long as it can remove amorphous carbon and can impart vibration to the substrate X to such an extent that the CNTs do not fall off the substrate X. Examples include a device that generates a sound wave in a sonic region, a sonar, an ultrasonic cleaning machine, an ultrasonic welding machine, and the like that mainly generate an ultrasonic wave.

振動体２３としては、これらの中で超音波を発生させる装置が好ましい。このように振動体２３が超音波発生装置であることで、振動の振幅が小さい場合でも比較的高い振動強度が得られる。このため、基板Ｘに付与する振動強度を容易に向上させることができ、アモルファスカーボンの除去効率がより向上する。   As the vibrating body 23, an apparatus that generates ultrasonic waves is preferable. Thus, since the vibrating body 23 is an ultrasonic generator, a relatively high vibration strength can be obtained even when the amplitude of vibration is small. For this reason, the vibration strength applied to the substrate X can be easily improved, and the removal efficiency of amorphous carbon is further improved.

また、振動体２３は、音波の伝播効率の観点から指向性を有するスピーカーが好ましい。この場合、反応炉２及びその内部に装填された基板Ｘに音波が集中するように振動体２３を配設することが好ましい。振動体２３をこのような向きで配設することで、基板Ｘに効率良く振動を付与できる。   The vibrating body 23 is preferably a speaker having directivity from the viewpoint of the propagation efficiency of sound waves. In this case, it is preferable to arrange the vibrating body 23 so that the sound wave is concentrated on the reaction furnace 2 and the substrate X loaded therein. By arranging the vibrating body 23 in such a direction, the substrate X can be efficiently vibrated.

当該ＣＮＴの製造装置２１では、振動体２３として非接触式の振動発生装置を用いるため、反応炉２等に接触せずに基板Ｘに振動を付与できる。このため、反応炉２等に振動体２３を取り付ける作業が不要であり、当該ＣＮＴの製造装置２１のコストを低減できる。また、ＣＮＴの成長時に高温となる反応炉２等に振動体２３を直接接触させる必要がないため、振動体２３の耐熱性を考慮する必要がない。   Since the non-contact type vibration generator is used as the vibrating body 23 in the CNT manufacturing apparatus 21, vibration can be applied to the substrate X without contacting the reaction furnace 2 or the like. For this reason, the operation | work which attaches the vibrating body 23 to the reaction furnace 2 grade | etc., Is unnecessary, and the cost of the manufacturing apparatus 21 of the said CNT can be reduced. In addition, since it is not necessary to bring the vibrating body 23 into direct contact with the reaction furnace 2 or the like that becomes a high temperature during CNT growth, it is not necessary to consider the heat resistance of the vibrating body 23.

［第四実施形態］
図４のＣＮＴの製造装置３１は、反応炉３２、原料ガス供給手段３、排気手段４、基板ホルダー３３及び１の振動体３４を主に備えている。この原料ガス供給手段３及び排気手段４は前記第一実施形態のＣＮＴの製造装置１と同様であるので同一番号を付して説明を省略する。 [Fourth embodiment]
4 mainly includes a reaction furnace 32, a raw material gas supply means 3, an exhaust means 4, a substrate holder 33, and a vibrating body 34 of one. Since the raw material gas supply means 3 and the exhaust means 4 are the same as those in the CNT manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, the same numbers are given and the description thereof is omitted.

反応炉３２は軸が鉛直方向の円筒形であり、ヒーター３２ｂはチャンバー３２ａの軸と平行な面に配設される。このヒーター３２ｂとしては、前記第一実施形態におけるヒーター２ｂと同様のものを用いることができる。   The reaction furnace 32 has a cylindrical shape whose axis is vertical, and the heater 32b is disposed on a plane parallel to the axis of the chamber 32a. As this heater 32b, the thing similar to the heater 2b in said 1st embodiment can be used.

また、当該ＣＮＴの製造装置３１では、反応炉３２の軸方向が鉛直方向であり、供給口３２ｃが反応炉３２の上側の軸と垂直な面又は軸と平行な面の上方に位置し、排気口３２ｄが反応炉３２の下側の軸と垂直な面に位置することが好ましい。供給口３２ｃ及び排気口３２ｄがこのように位置することで、反応炉３２内で原料ガスが重力によって上方から下方へ流れ、基板Ｘ等から脱落したアモルファスカーボン等が排気口３２ｄから排出されやすくなる。また、反応炉３２内の原料ガスの流れがスムーズになり、ＣＮＴの成長が促進される。   Further, in the CNT manufacturing apparatus 31, the axial direction of the reaction furnace 32 is a vertical direction, and the supply port 32 c is positioned above a surface perpendicular to the upper axis of the reaction furnace 32 or a surface parallel to the axis, The port 32d is preferably located on a plane perpendicular to the lower axis of the reaction furnace 32. By positioning the supply port 32c and the exhaust port 32d in this manner, the raw material gas flows from the upper side to the lower side due to gravity in the reaction furnace 32, and amorphous carbon or the like that has dropped from the substrate X or the like is easily discharged from the exhaust port 32d. . Moreover, the flow of the source gas in the reaction furnace 32 becomes smooth, and the growth of CNT is promoted.

基板ホルダー３３は複数の棒状であり、反応炉３２内で鉛直方向に延伸する。基板ホルダー３３が複数の基板Ｘの外縁部と係合することで複数の基板Ｘが鉛直方向に配列する。   The substrate holder 33 has a plurality of rod shapes and extends in the vertical direction in the reaction furnace 32. As the substrate holder 33 engages with the outer edge portions of the plurality of substrates X, the plurality of substrates X are arranged in the vertical direction.

このように、反応炉３２内で鉛直方向に延伸する棒状の基板ホルダー３３の数の上限としては、９本が好ましく、７本がより好ましい。一方、棒状の基板ホルダー３３の数の下限としては、３本が好ましく、５本がより好ましい。基板ホルダー３３の数が前記上限を超えると、基板Ｘの着脱が煩雑になるおそれがある。また、反応炉３２内の原料ガスの流れが基板ホルダー３３により大きく阻害されるおそれがある。逆に、基板ホルダー３３の数が前記下限未満の場合、基板Ｘが安定して保持されず、振動を付与することにより基板ホルダー３３から基板Ｘが脱落するおそれがある。   Thus, the upper limit of the number of rod-shaped substrate holders 33 extending in the vertical direction in the reaction furnace 32 is preferably 9, and more preferably 7. On the other hand, the lower limit of the number of rod-shaped substrate holders 33 is preferably 3, and more preferably 5. If the number of the substrate holders 33 exceeds the upper limit, the attachment / detachment of the substrate X may be complicated. In addition, the flow of the source gas in the reaction furnace 32 may be greatly hindered by the substrate holder 33. Conversely, when the number of substrate holders 33 is less than the lower limit, the substrate X is not stably held, and there is a possibility that the substrate X falls off the substrate holder 33 by applying vibration.

また、複数の基板ホルダー３３が反応炉３２内で鉛直方向に延伸する場合、基板Ｘの外縁部において、複数の基板ホルダー３３が基板Ｘの周縁上で等間隔に位置することが好ましい。加えて、基板Ｘが基板ホルダー３３の延伸方向に対して垂直に保持されることが好ましい。基板Ｘ及び基板ホルダー３３がこのように配設されることで、基板ホルダー３３が基板Ｘを保持する位置が基板Ｘの重心に対して対称となり、各基板ホルダー３３に均等に基板Ｘの重量が分散されるため、基板Ｘに対する応力を軽減でき、基板Ｘの破損を低減できる。   In addition, when the plurality of substrate holders 33 extend in the vertical direction in the reaction furnace 32, it is preferable that the plurality of substrate holders 33 are positioned at equal intervals on the periphery of the substrate X at the outer edge portion of the substrate X. In addition, the substrate X is preferably held perpendicular to the extending direction of the substrate holder 33. By arranging the substrate X and the substrate holder 33 in this way, the position where the substrate holder 33 holds the substrate X is symmetric with respect to the center of gravity of the substrate X, and the weight of the substrate X is evenly distributed to each substrate holder 33. Since it is dispersed, stress on the substrate X can be reduced, and damage to the substrate X can be reduced.

振動体３４は、反応炉３２の上側の軸と垂直な面に配設される。このように、反応炉３２の上側に振動体３４を配設することで、振動体３４がより安定して固定される。そのため、振動により反応炉３２から振動体３４が脱落し難い。この振動体３４と反応炉３２との接続方法としては、前記第二実施形態における反応炉２と第２振動体１３との接続方法と同様のものが好適に使用できる。   The vibrating body 34 is disposed on a surface perpendicular to the upper axis of the reaction furnace 32. Thus, by arranging the vibrating body 34 on the upper side of the reaction furnace 32, the vibrating body 34 is more stably fixed. Therefore, it is difficult for the vibrating body 34 to drop off from the reaction furnace 32 due to vibration. As a connection method between the vibrating body 34 and the reaction furnace 32, the same connection method as the connection method between the reaction furnace 2 and the second vibration body 13 in the second embodiment can be suitably used.

当該ＣＮＴの製造装置３１では、反応炉３２の軸方向が鉛直方向であり、基板ホルダー３３の延伸方向及び基板Ｘが保持され並列する方向も鉛直方向である。この場合も、前記第一、第二及び第三実施形態と同様に長尺のＣＮＴを容易かつ確実に得ることができる。また、当該ＣＮＴの製造装置３１では、供給口３２ｃがチャンバー３２ａの上部に、排気口３２ｄが下部に位置するため、基板Ｘ等から脱落したアモルファスカーボン等が反応炉３２外に排出されやすい。従って、長尺のＣＮＴを得る際のコストを低減できる。   In the CNT manufacturing apparatus 31, the axial direction of the reaction furnace 32 is the vertical direction, and the extending direction of the substrate holder 33 and the direction in which the substrate X is held and juxtaposed are also the vertical direction. Also in this case, long CNTs can be obtained easily and reliably as in the first, second and third embodiments. Further, in the CNT manufacturing apparatus 31, the supply port 32 c is located at the upper portion of the chamber 32 a and the exhaust port 32 d is located at the lower portion, so that amorphous carbon or the like dropped from the substrate X or the like is easily discharged out of the reaction furnace 32. Therefore, the cost for obtaining long CNTs can be reduced.

［その他の実施形態］
当該ＣＮＴの製造装置は、前記実施形態に限定されるものではない。前記実施形態では基板ホルダー又は反応炉にそれぞれ１のみの振動体が接続されるが、基板ホルダー又は反応炉にそれぞれ複数の振動体を接続してもよい。 [Other Embodiments]
The CNT manufacturing apparatus is not limited to the above embodiment. In the embodiment, only one vibrating body is connected to the substrate holder or the reaction furnace, but a plurality of vibrating bodies may be connected to the substrate holder or the reaction furnace.

また、当該ＣＮＴの製造装置が複数の振動体を有する場合、これらの振動体は同一の種類のものでもよく、異なる種類のものでもよい。複数の振動体の種類を異なるものとすることで、基板及び反応炉に付与する振動の強度等の調整がより容易になり、上述の反応炉の内壁におけるＣＮＴ及びアモルファスカーボンの付着をより低減しつつ、ＣＮＴの成長効率をさらに向上することができる。   When the CNT manufacturing apparatus has a plurality of vibrating bodies, these vibrating bodies may be of the same type or different types. By making the types of the plurality of vibrators different, it becomes easier to adjust the strength of vibration applied to the substrate and the reactor, and the adhesion of CNT and amorphous carbon on the inner wall of the reactor is further reduced. Meanwhile, the growth efficiency of CNT can be further improved.

基板保持部としては、前記実施形態において例示した棒状の基板ホルダーのほか、板状の基板ホルダー等も採用できる。また、反応炉内に基板を保持する台を設け、この台上に基板を配設してもよい。いずれの場合も、基板保持部の材質としては耐熱性を有していれば特に限定されず、前記実施形態の基板ホルダーにおいて挙げたものと同様の材質とすることができる。   As the substrate holding part, a plate-like substrate holder or the like can be adopted in addition to the rod-like substrate holder exemplified in the above embodiment. Further, a table for holding the substrate may be provided in the reaction furnace, and the substrate may be disposed on the table. In any case, the material of the substrate holding part is not particularly limited as long as it has heat resistance, and may be the same material as that mentioned in the substrate holder of the above embodiment.

以上説明したように、本発明のＣＮＴの製造装置及び製造方法は、ＣＮＴの成長速度の低下を抑制し、長尺のＣＮＴを容易かつ確実に得ることができる。従って、本発明のＣＮＴの製造装置及び製造方法は、今後ますます歪みセンサー、ヒーター、複合材、電極等に幅広く実用化が予想されるＣＮＴにおける製造プロセス等に好適に用いることができる。   As described above, the CNT manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention can suppress a decrease in the growth rate of CNTs and can easily and reliably obtain long CNTs. Therefore, the CNT manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention can be suitably used for manufacturing processes and the like for CNTs that are expected to be put to practical use in a wide range of strain sensors, heaters, composite materials, electrodes and the like.

１ カーボンナノチューブの製造装置
２ 反応炉
２ａ チャンバー
２ｂ ヒーター
２ｃ 供給口
２ｄ 排気口
３ 原料ガス供給手段
４ 排気手段
５ 基板ホルダー
６ 振動体
７ 原料ガス導入管
８ 排気管
９ パッキン
１１ カーボンナノチューブの製造装置
１２ 第１振動体
１３ 第２振動体
２１ カーボンナノチューブの製造装置
２２ 基板ホルダー
２３ 振動体
３１ カーボンナノチューブの製造装置
３２ 反応炉
３２ａ ヒーター
３２ｂ チャンバー
３２ｃ 供給口
３２ｄ 排気口
３３ 基板ホルダー
３４ 振動体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbon nanotube manufacturing apparatus 2 Reaction furnace 2a Chamber 2b Heater 2c Supply port 2d Exhaust port 3 Raw material gas supply means 4 Exhaust means 5 Substrate holder 6 Vibrating body 7 Source gas introduction pipe 8 Exhaust pipe 9 Packing 11 Carbon nanotube manufacturing apparatus 12 First vibrating body 13 Second vibrating body 21 Carbon nanotube manufacturing apparatus 22 Substrate holder 23 Vibrating body 31 Carbon nanotube manufacturing apparatus 32 Reactor 32a Heater 32b Chamber 32c Supply port 32d Exhaust port 33 Substrate holder 34 Vibration body

Claims (5)

表面に触媒を担持した１又は複数の基板上に炭素を含む原料ガスを供給し、化学気相成長法により前記基板上にカーボンナノチューブを成長させるカーボンナノチューブの製造装置であって、
前記原料ガスを供給する供給口と化学気相成長法による反応後のガスを排出する排気口とを有する反応炉、
前記１又は複数の基板を保持し、前記反応炉内に装填される基板保持部、及び
前記１又は複数の基板若しくは反応炉に振動を付与する１又は複数の振動体を備えることを特徴とするカーボンナノチューブの製造装置。 A carbon nanotube production apparatus for supplying a source gas containing carbon on one or a plurality of substrates carrying a catalyst on a surface and growing carbon nanotubes on the substrate by chemical vapor deposition,
A reaction furnace having a supply port for supplying the source gas and an exhaust port for discharging a gas after reaction by chemical vapor deposition;
A substrate holding unit that holds the one or more substrates and is loaded in the reaction furnace, and one or more vibrating bodies that impart vibrations to the one or more substrates or the reaction furnace. Carbon nanotube production equipment. 前記複数の振動体のうち一部が前記基板に振動を付与し、残りの振動体が前記反応炉に振動を付与する請求項１に記載のカーボンナノチューブの製造装置。   2. The carbon nanotube manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a part of the plurality of vibrating bodies applies vibration to the substrate, and the remaining vibrating bodies apply vibration to the reaction furnace. 前記１又は複数の振動体が、超音波発生装置である請求項１又は請求項２に記載のカーボンナノチューブの製造装置。   The carbon nanotube manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the one or more vibrators are ultrasonic generators. 前記超音波発生装置がスピーカーである請求項３に記載のカーボンナノチューブの製造装置。   The carbon nanotube manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the ultrasonic generator is a speaker. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカーボンナノチューブの製造装置を用いるカーボンナノチューブの製造方法であって、
前記１又は複数の基板若しくは反応炉に振動を付与することを特徴とするカーボンナノチューブの製造方法。 A carbon nanotube production method using the carbon nanotube production apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing carbon nanotubes, wherein vibration is applied to the one or more substrates or the reaction furnace.
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