JP5374801B2 - 炭素元素からなる線状構造物質の形成体及び形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭素元素からなる線状構造物質である、いわゆるカーボン・ナノ・チューブの形成体及びカーボン・ナノ・チューブの形成方法に関する。

炭素系自己組織的材料である線状構造物質のカーボン・ナノ・チューブ（Carbon Nano Tube：ＣＮＴ）は、その優れた電気的、熱的、機械的性質から、現在様々な分野で応用が試みられている。その成長法としては、アーク放電法、レーザアブレーション法、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）等があり、また、特許文献１に開示されているように、チタンを含有するゼオライト等の単体にコバルトを担持させてＣＮＴを成長する手法等も提案されている。これらの手法の中でＣＶＤ法は、基板に直接ＣＮＴを成長させることが可能であるという点から、特に電気的応用においてよく用いられている。ＣＶＤ法によりＣＮＴを成長する技術としては、例えば特許文献２に開示されているように、スパッタ法や蒸着法で触媒金属膜を基板に堆積し、それをアニール等により微粒子化してから、ＣＮＴの成長処理を行う手法や、場合によっては、あらかじめ微粒子を作製しておき、それを基板に堆積してからＣＮＴの成長を行う手法等がある。

一般的に、ＣＶＤ法によりＣＮＴを成長させる場合、非特許文献１に開示されているように、ＣＮＴの成長度合いは基板に非常に敏感であるため、しばしば触媒金属膜だけでなく、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の金属膜を触媒膜の下に堆積して成長が行われる。なお、成長自体は、概ね５００℃〜１０００℃程度の基板温度で、メタン、アセチレン等の炭化水素系ガス、あるいはアルコール等を成膜室に導入して行われる。

特開２００４−１３１３６０号公報 特開２００４−２６５３２号公報 二瓶他、２００４年春季応用物理学会講演会28p-ZX-11

しかしながら、特許文献１，２の手法に代表される従来の手法では、ＣＮＴの成長が触媒金属を形成する基板に強く依存する。例えば電気デバイスを作製するために、所望の基板から直接ＣＮＴを成長させたい等の場合には全く適用できない。従って、ＣＮＴの利用範囲が強い制約を受け、極めて狭い範囲に限定されてしまうことになる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、触媒金属を堆積させる基板や下地材料に依存することなく、基板を用いない場合でさえも、容易且つ確実にＣＮＴを形成することを可能とする炭素元素からなる線状構造物質の形成体及び形成方法を提供することを目的とする。

本発明の炭素元素からなる線状構造物質の形成体は、触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子と、前記複合微粒子から成長した炭素元素からなる線状構造物質とを含み、前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であり、前記第２の金属はバナジウム（Ｖ）であり、前記複合微粒子における前記第２の金属の含有比率が５％以上５０％以下である。

本発明の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法は、触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子を形成する工程と、前記複合微粒子に炭素元素からなる線状構造物質の成長処理を施し、前記複合微粒子に前記線状構造物質を形成する工程とを含み、前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であり、前記第２の金属はバナジウム（Ｖ）であり、前記複合微粒子における前記第２の金属の含有比率が５％以上５０％以下である。

本発明によれば、触媒金属を堆積させる基板や下地材料に依存することなく、基板を用いない場合でさえも、容易且つ確実にＣＮＴを形成することが可能となる。

−本発明の基本骨子−
ＣＶＤ法によりＣＮＴを成長させる場合、触媒の制御が非常に重要であり、如何なる触媒を如何なる方法で用意すれば良い結果が得られるかということに関しては未だに解明されておらず、盛んに研究が行われている。特にスパッタ法で触媒膜を形成する場合、触媒膜の厚さが非常に重要なパラメータとなるが、それと同時に触媒金属以外の金属膜（Ａｌ、Ｔｉ等）の有無や、その厚み、表面処理等も重要なパラメータとなるとも考えられる。

上記のように金属膜及び触媒膜の多層膜をＣＮＴの成長に用いる場合、アニール温度や成長温度によって、多層膜における金属の混合のされ方は変化する。従って、ＣＮＴの成長に最適な混合のされ方が仮に存在するとすれば、温度や原料ガスの種類に応じて、多層の各膜の厚み等を制御する必要があると考えられる。また、多層膜を用いてＣＮＴを成長させるためには、触媒金属が微粒子化する必要があるが、その微粒子化の度合いと、多層膜の混ざり合い方を同時に制御することは容易ではない。

また、上記のように多層膜が仮にＣＮＴの成長に好適であるとすると、このような多層膜を形成できない基板にはＣＮＴを制御性良く成長させることはできないことになる。例えば、電気的に絶縁された部位に疎の密度にＣＮＴを成長させたい場合などには、多層膜を使う方法は適用できない。

本発明者は、ＣＮＴを成長されるための優れた触媒としては、触媒金属を含む複数成分からなり、その成分の比率が制御され、更に微粒子化されていることがその条件であると考えた。そして、触媒金属を堆積させる基板や下地材料に依存することなくＣＮＴを形成するため、触媒金属を含む複数成分、具体的には触媒金属及びその触媒作用を制御する金属を含む複合微粒子（多元系微粒子）を、ＣＮＴを形成する部位に直接的に堆積することに想到した。この場合、複合微粒子における各金属の含有比率と微粒子化の度合い（複合微粒子のサイズ等）とを独立に制御することができる。

具体的には、上記の複合微粒子として、触媒金属（第１の金属）に例えばコバルト（Ｃｏ）を、その触媒作用を制御する金属（第２の金属）に例えばチタン（Ｔｉ）を用いてなるチタン・コバルト複合微粒子を提供する。図１に、Ｔｉの含有比率を５％に調節してシリコン基板上に生成したチタン・コバルト複合微粒子の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による写真を示す。図示のように、直径が５ｎｍ程度に一様に揃ったチタン・コバルト複合微粒子が形成されていることが判る。

このチタン・コバルト複合微粒子では、第２の金属であるＴｉの含有比率を調節することにより、ＣＮＴの成長確率を制御することができる。詳細には、Ｔｉの含有比率は、０．５％以上５０％以下の範囲内の値とすることが望ましい。５０％よりも大値では、成長するＣＮＴの成長確率及び質が低下し、０．５％よりも小値では、ＣＮＴを成長させることが困難となる。

ここで、図２（ａ）に、Ｔｉの含有比率を５％に調節してシリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子から成長したＣＮＴの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真を、図２（ｂ）に、Ｔｉを含有しないコバルト微粒子からＣＮＴの成長が試みられた場合のＳＥＭによる写真をそれぞれ示す。また、図３に、Ｔｉの含有比率を０．６％に調節してシリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子から成長したＣＮＴのＳＥＭによる写真を、図４に、Ｔｉの含有比率を５０％に調節してシリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子から成長したＣＮＴのＳＥＭによる写真をそれぞれ示す。

図２（ａ）の例では、チタン・コバルト微粒子から均一な長さで均一な高密度のＣＮＴが成長した様子が見られる。これに対して、図２（ｂ）の例では、コバルト微粒子からはＣＮＴの成長が見られない。コバルト微粒子を触媒としてＣＮＴを成長させる場合、その成長度合いは非常に基板に敏感であり、例えば基板上にある種の下地膜を一定の厚み範囲内で形成しなければ、ＣＮＴが成長しないということがしばしば観察される。

また、図３の例では、一部にＣＮＴの成長が見られるものの、図２（ａ）に比べると明らかに成長確率が減少し、疎の密度でＣＮＴが成長している。図４の例では、図３に比べると密度は高いものの、図２（ａ）に比べると密度に減少傾向が見られ、また成長したＣＮＴ自体の屈曲度が大きい。
以上により、第２の金属であるＴｉの含有比率を０．５％以上５０％以下の範囲内の値に調節することにより、ＣＮＴの成長確率を制御することができることが確認された。

本発明では、複合微粒子そのものがＣＮＴを成長させる触媒機能を十分に発揮するため、触媒金属を堆積させる基板や下地材料は殆ど不問となる。例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、サファイヤ等の様々な基板上にチタン・コバルト複合微粒子を堆積し、ＣＮＴを成長させることができる。更には、基板を用いずに、例えば空中を浮遊する状態のチタン・コバルト複合微粒子にＣＮＴを成長させることも可能である。

一例として、Ｔａ膜上のチタン・コバルト微粒子から成長したＣＮＴのＳＥＭによる写真を図５に示す。図示のように、Ｔａ膜上からもＣＮＴの十分な成長が見られる。このように、チタン・コバルト触媒微粒子を用いれば、ＣＮＴの形成される基板や下地材料を殆ど選ぶことなくＣＮＴを成長させることが可能である。

上記の複合微粒子を構成する各金属は、チタン・コバルト以外でも、第１の金属としては鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）の少なくとも１種が、第２の金属としてはタンタル（Ｔａ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ）及び銅（Ｃｕ）から選ばれた少なくとも１種が好適である。チタン・コバルト以外の第１の金属と第２の金属との複合微粒子を作製する場合でも、第２の金属の含有比率を０．５％以上５０％以下の範囲内の値に調節することにより、ＣＮＴの成長確率を制御することができる。

−本発明を適用した具体的な諸実施形態−
以下、本発明を適用したＣＮＴの形成体及び形成方法の具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態では、例えばシリコン基板上に形成された絶縁膜上にＣＮＴを成長させる場合を例示する。
図６は、第１の実施形態によるＣＮＴの形成方法を示す概略断面図である。

先ず、図６（ａ）に示すように、表面にシリコン酸化膜等の絶縁膜２が形成された例えばシリコン基板１を用意し、この絶縁膜２上にチタン・コバルト複合微粒子３を堆積させる。

具体的には、図７に示す触媒微粒子生成システムを用い、レーザアブレーション法によりチタン・コバルト複合微粒子３を生成する。
この触媒微粒子生成システムは、ターゲット、ここではチタン・コバルト合金ターゲット１１が配されるチャンバー１２と、チタン・コバルト合金ターゲット１１にレーザ光を照射するレーザ１３と、発生したパーティクルをアニールする電気炉１４と、パーティクルをそのサイズで分級する微分型静電分級器（ＤＭＡ）１５と、ＤＭＡ１５で生成されたチタン・コバルト複合微粒子３を供給するノズル１６と、堆積する対象、ここではシリコン基板１を可動ステージ１７ａ上に載置固定する堆積室１７とを備えて構成されている。

ＤＭＡ１５は、電気炉１４でアニールされたパーティクルを含むガスＱｐを、シースガスＱｓにより誘導し、規定サイズのパーティクルのみを選別して透過させてノズル１６から供給するものである。シースガスＱｓは、エクセスガスとして排出される。

先ず、チャンバー１２内を圧力約１０Ｔｏｒｒ程度に調節し、原子比率Ｔｉ：Ｃｏが例えば５：９５（Ｔｉの含有比率５％）とされてなるチタン・コバルト合金ターゲット１１に対して、例えば繰り返し周波数２０ＨｚのＮｄ：ＹＡＧの２倍波であるレーザ１３からレーザ光を照射する。このレーザ光照射によりチタン・コバルト合金ターゲット１１が叩かれて蒸気が発生する。この蒸気は、例えば１ｓｌｐｍ(スタンダードリッター毎分)の流量のキャリアガス（Ｈｅ）により冷却され、パーティクルが生成される。その後、このパーティクルはチューブ型の電気炉１４において、１０００℃程度でアニールされた後、ＤＭＡ１５により分級、ここでは５ｎｍ±１０％にサイズが揃えられる。サイズが揃えられたパーティクルであるチタン・コバルト複合微粒子３は、例えば内径４ｍｍ程度のノズル１６を通じて、ポンプにより１０Ｔｏｒｒ程度の圧力に保たれた堆積室１７に導かれる。ノズル１６の直下には、堆積室１７内で可動ステージ１７ａにシリコン基板１が固定されており、チタン・コバルト複合微粒子３は慣性又は電場によりシリコン基板１の絶縁膜２上に堆積される。シリコン基板１が載置された可動ステージ１７ａを適宜スキャンすることにより、シリコン基板１の絶縁膜２上にチタン・コバルト複合微粒子３を一様に堆積することも可能である。

図８に、触媒微粒子生成システムを用いて堆積したチタン・コバルト複合微粒子のＳＥＭによる写真を示す。ここでは、Ｔｉの含有比率を５％とし、シリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子を堆積した。このように、サイズ（直径）が一様とされたチタン・コバルト複合微粒子が形成されることが判る。この触媒微粒子生成システムを用いれば、チタン・コバルト合金ターゲットの組成を変えることにより、様々な含有比率のチタン・コバルト微粒子を、当該含有比率とは独立に所望のサイズに揃えて生成することが可能となる。

続いて、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板１の絶縁膜２上に堆積されたチタン・コバルト複合微粒子３に、ＣＶＤ法によりＣＮＴ４を成長させ、チタン・コバルト複合微粒子３及びＣＮＴ４からなるＣＮＴ形成体を形成する。
具体的には、チタン・コバルト複合微粒子３が絶縁膜２上に堆積されてなるシリコン基板１を、ＣＶＤチャンバーに搬送し、アセチレン・アルゴン混合ガス(比率１：９)を原料ガスとして実行する。原料ガスの流量を例えば２００ｓｃｃｍ (スタンダード立法センチメーター毎分)、圧力を例えば１ｋＰａとする。シリコン基板１が載置された加熱ステージの温度を例えば５４０℃、成長時間を例えば１０分間とする。

以上により、絶縁膜２上に堆積したチタン・コバルト複合微粒子３から高密度で均質なＣＮＴ４を成長させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、触媒としてチタン・コバルト微粒子３を用いることにより、これを堆積させる基板や下地材料に依存することなく、例えばシリコン酸化膜等の絶縁膜２上に容易且つ確実にＣＮＴ４を形成することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、例えば半導体装置における配線構造のビア孔内にＣＮＴを成長させてビアプラグを形成する場合を例示する。
図９は、第２の実施形態によるビアプラグの形成方法を示す概略断面図である。

先ず、図９（ａ）に示すように、例えばシリコン基板（不図示）の上方に層間絶縁膜（不図示）を形成し、この層間絶縁膜内に例えばダマシン法により、銅（Ｃｕ）からなる下層配線２１を形成する。そして、下層配線２１上に、スパッタ法によりバリアメタルとして例えばＴａを堆積した後、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりＴａをパターニングして下層配線２１上を覆う形状のＴａ膜２２を形成する。

続いて、図９（ｂ）に示すように、全面を覆うように、例えばＣＶＤ法によりシリコン酸化膜等の層間絶縁膜２３を堆積した後、Ｔａ膜２２の表面の一部を露出させるように、この層間絶縁膜２３にビア孔２４をパターン形成する。

続いて、図９（ｃ）に示すように、ビア孔２４の底面に露出するＴａ膜２２上に、図７の触媒微粒子生成システムを用いてチタン・コバルト複合微粒子２５を堆積する。そして、ＣＶＤ法により、チタン・コバルト複合微粒子２５からＣＮＴ２６を成長させ、チタン・コバルト複合微粒子２５及びＣＮＴ２６からなるＣＮＴ形成体によりビア孔２４内を充填する。
以上により、Ｔａ膜２２上にチタン・コバルト複合微粒子２５から成長した高密度で均質なＣＮＴ２６によりビア孔２４内を充填してなるビアプラグ２７を完成させる。

ここで、本実施形態の比較例を図１０に示す。
この比較例では、ビア孔２４の底面に露出するＴａ膜２２上にＴｉ膜１０１を形成した後、このＴｉ膜１０１上にコバルト複合微粒子１０２を堆積する。そして、ＣＶＤ法により、コバルト微粒子１０２からＣＮＴ１０３を成長させ、コバルト微粒子１０２及びＣＮＴ１０３からなるＣＮＴ形成体によりビア孔２４内を充填し、ビアプラグ１０４を形成する。

ここで、チタン膜は、触媒としてコバルト微粒子を用いてＣＮＴを成長させるためのみに必要であり、このチタン膜を積層することにより配線抵抗を増加させるという悪影響を及ぼす。本実施形態では、比較例においてＣＮＴを成長させるために必須であるＴｉ膜が不要となり、比較例と比べて、工程数を削減し、配線抵抗の大幅な低下を実現することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、触媒としてチタン・コバルト複合微粒子２５を用いることにより、これを堆積させる基板や下地材料に依存することなく、例えばＴａ膜２２上に容易且つ確実にＣＮＴ２６を形成することが可能となる。

なお、本発明は第１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、上記のレーザアブレーション法に代わって、例えばいわゆる蒸発凝集法（エアロゾル用語集、日本エアロゾル学会編、京都大学学術出版会、２００４年）によりチタン・コバルト複合微粒子を生成することも可能である。

また、チタン・コバルト二元系膜をスパッタ等で基板上に堆積し、これをアニールして、チタン・コバルト複合微粒子を生成する方法も考えられる。例えば、チタンの含有比率が５％のチタン・コバルト二元系膜をシリコン酸化膜上に厚み１ｎｍ程度に堆積し、５００℃程度でアニールすることにより微粒子化が可能である。しかしながらこの場合、微粒子のサイズや密度が基板の種類やアニール温度に依存するため、上記の諸実施形態に比較して制御性に劣る。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子と、
前記複合微粒子から成長した炭素元素からなる線状構造物質と
を含むことを特徴とする炭素元素からなる線状構造物質の形成体。

（付記２）前記複合微粒子は、前記第２の金属の含有比率が０．５％以上５０％以下であることを特徴とする付記１に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。

（付記３）前記複合微粒子は、その直径が均一とされてなることを特徴とする付記１又は２に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。

（付記４）前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。

（付記５）前記第２の金属は、チタン（Ｔｉ），タンタル（Ｔａ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ）及び銅（Ｃｕ）から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。

（付記６）触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子を形成する工程と、
前記複合微粒子に炭素元素からなる線状構造物質の成長処理を施し、前記複合微粒子に前記線状構造物質を形成する工程と
を含むことを特徴とする炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記７）前記複合微粒子を、前記第２の金属の含有比率が０．５％以上５０％以下となるように制御して形成することを特徴とする付記６に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記８）前記複合微粒子を、レーザアブレーション法により生成することを特徴とする付記６又は７に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記９）前記複合微粒子を、蒸発凝集法により生成することを特徴とする付記６又は７に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記１０）前記複合微粒子を、その直径が均一となるように生成することを特徴とする付記６〜９のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記１１）前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする付記６〜１０のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

（付記１２）前記第２の金属は、チタン（Ｔｉ），タンタル（Ｔａ），モリブデン（Ｍｏ），バナジウム（Ｖ）及び銅（Ｃｕ）から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする付記６〜１１のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

第２の金属の含有比率を５％に調節して生成したチタン・コバルト複合微粒子を示す透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。 コバルト複合微粒子及び純コバルト微粒子から成長したＣＮＴを示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 Ｔｉの含有比率を０．６％に調節してシリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子から成長したＣＮＴを示すＳＥＭ写真である。 Ｔｉの含有比率を５０％に調節してシリコン基板上にチタン・コバルト複合微粒子から成長したＣＮＴを示すＳＥＭ写真である。 Ｔａ膜上のチタン・コバルト微粒子から成長したＣＮＴを示すＳＥＭ写真である。 第１の実施形態によるＣＮＴの形成方法を示す概略断面図である。 第１の実施形態で用いる触媒微粒子生成システムを示す概略図である。 触媒微粒子生成システムを用いて堆積したチタン・コバルト複合微粒子を示すＳＥＭ写真である。 第２の実施形態によるビアプラグの形成方法を示す概略断面図である。 第２の実施形態の比較例によるビアプラグを示す概略断面図である。

符号の説明

１ シリコン基板
２ 絶縁膜
３，２５ チタン・コバルト複合微粒子
４，２６ カーボン・ナノ・チューブ（ＣＮＴ）
１１ チタン・コバルト合金ターゲット
１２ チャンバー
１３ レーザ
１４ 電気炉
１５ 微分型静電分級器（ＤＭＡ）
１６ ノズル
１７ 堆積室
２１ 下層配線
２２ Ｔａ膜
２３ 層間絶縁膜
２４ ビア孔
２７ ビアプラグ

Claims (8)

1. 触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子と、
   前記複合微粒子から成長した炭素元素からなる線状構造物質と
   を含み、
   前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であり、
   前記第２の金属はバナジウム（Ｖ）であり、前記複合微粒子における前記第２の金属の含有比率が５％以上５０％以下であることを特徴とする炭素元素からなる線状構造物質の形成体。
2. 前記複合微粒子は、前記第１の金属及び前記第２の金属からなることを特徴とする請求項１に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。
3. 前記複合微粒子は、その直径が均一とされてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。
4. 前記複合微粒子は、その直径が５ｎｍ±１０％に揃えられてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成体。
5. 触媒金属である少なくとも１種の第１の金属と、前記第１の金属の触媒作用を制御する少なくとも１種の第２の金属とを含む複合微粒子を形成する工程と、
   前記複合微粒子に炭素元素からなる線状構造物質の成長処理を施し、前記複合微粒子に前記線状構造物質を形成する工程と
   を含み、
   前記第１の金属は、鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた少なくとも１種であり、
   前記第２の金属はバナジウム（Ｖ）であり、前記複合微粒子における前記第２の金属の含有比率が５％以上５０％以下であることを特徴とする炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。
6. 前記複合微粒子は、前記第１の金属及び前記第２の金属からなることを特徴とする請求項５に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。
7. 前記複合微粒子を、レーザアブレーション法により生成することを特徴とする請求項５又は６に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。
8. 前記複合微粒子が、空中を浮遊する状態であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の炭素元素からなる線状構造物質の形成方法。

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