JP5630640B2 - カーボンナノチューブ製造方法およびカーボンナノチューブ製造装置 - Google Patents

Description

本発明はカーボンナノチューブ製造方法およびカーボンナノチューブ製造装置に関する。

特許文献１には、反応室に基板を設定する設置部と、設置部に設置された基板に上方に間隔を隔てて対面するパイプ状の１本のガス供給管とが設けられたカーボンナノチューブ製造装置が開示されている。このものによれば、ガス供給管は曲成されている。ガス供給管の周壁には、複数の吹出口が形成されている。このものによれば、反応ガスをガス供給管の複数の吹出口から基板に向けて吹き出す際に、各吹出口から基板のカーボンナノチューブ形成面までの距離を１００ミリメートル以下に設定している。

特許文献２には、反応室に設置された平板状の基板の上面および下面とほぼ平行な方向に沿って反応ガスを供給し、基板の上面および下面にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ製造装置が開示されている。

特許文献３には、基板の上面および下面にカーボンナノチューブをそれぞれ形成させた構造をもつキャパシタが開示されている。このものによれば、基板の上面に形成されたカーボンナノチューブの長さと、基板の下面に形成されたカーボンナノチューブの長さとは同じとされている。

特開２００８−１３７８３１号公報 特開２００４−３３２０９３公報 特開２００７−４８９０７公報

特許文献１によれば、反応ガスを供給させるガス供給管は、１本のパイプを曲成して形成されているため、基板のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの性状（長さ等）には、ばらつきが発生するおそれがある。その理由としては、パイプ状のガス供給管に形成されている吹出口が基板のカーボンナノチューブ形成面に接近しているものの、ガス供給管が１本のパイプである構造上、ガス供給管に形成されている吹出口と基板のカーボンナノチューブ形成面との間の距離が一様ではないためである。特許文献２においても、基板のカーボンナノチューブ形成面の各部位に形成されるカーボンナノチューブの性状に、ばらつきが発生するおそれがある。その理由としては、反応室に設置された平板状の基板の上面および下面とほぼ平行な方向に沿って、反応ガスを基板に供給するためであると推察される。特許文献２においては、特に、基板の上面に形成されるカーボンナノチューブと、基板の下面に形成されるカーボンナノチューブとでは、性状にばらつきが発生しやすい。本出願人は、この現象を本願の比較例１として確認している。特許文献３においても、基板のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの性状にはばらつきが発生するおそれがあると推察される。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、対象物のうち同一のカーボンナノチューブ形成面であれば、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブのばらつきを抑制できる新規なカーボンナノチューブ製造方法およびカーボンナノチューブ製造装置を提供することを課題とする。

（１）本発明に係るカーボンナノチューブ製造方法は、（ｉ）カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物を用意すると共に、対象物を収容するための反応室と、反応室に収容される対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されたガス供給室と、ガス供給室と反応室とを連通させると共にガス供給室の反応ガスを反応室に吹き出す複数の吹出口とを有するガス通路形成部材と、対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを用意する準備工程と、（ｉｉ）対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させた状態で、反応ガスをガス供給室に供給することにより、反応室内の対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して交差する方向に沿って、ガス供給室の反応ガスを吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面に向けて吹き出し、対象物のカーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程とを実施する。

ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。

このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌができるだけ均衡化されている。このため対象物のうち同一のカーボンナノチューブ形成面において、そのカーボンナノチューブ形成面の各部位に形成されるカーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。

（２）本発明に係るカーボンナノチューブ製造装置は、カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物にカーボンナノチューブを製造するカーボンナノチューブ製造装置であって、（ｉ）基体と、（ｉｉ）基体に設けられ、対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設された対面壁と、対面壁にこれを貫通するように形成された複数の吹出口と、対面壁を用いて対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設され且つ吹出口に連通するガス供給室と、反応室に連通するガス排出通路とを有するガス通路形成部材と、（ｉｉｉ）基体に設けられ、対象物のカーボンナノチューブ形成面、ガス通路形成部材、反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを具備する。

ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。

このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌができるだけ均衡化されている。このため同一のカーボンナノチューブ形成面においては、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの成長のばらつきが低減される。

本発明によれば、ガス供給室は、反応室に収容された対象物のカーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されている。複数の吹出口は、ガス供給室と反応室とを連通させると共に、ガス供給室の反応ガスを反応室内の対象物に向けて吹き出す。このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌについては、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌができるだけ均衡化されている。このため同一のカーボンナノチューブ形成面においては、その同一のカーボンナノチューブ形成面に形成されるカーボンナノチューブの成長のばらつきが低減される。

実施形態１に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 実施形態１に係り、カーボンナノチューブ製造装置の異なる方向に沿った断面図である。 実施形態１に係り、カーボンナノチューブ製造装置の要部の平面図である。 実施形態１に係り、第１吹出口および第２吹出口と対象物との関係を示す断面図である。 実施例１に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。 実施例２に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。 実施例３に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。 比較例１に係る対象物に形成されているカーボンナノチューブの性状を示す電子顕微鏡写真図である。 実施形態３に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 実施形態４に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 実施形態５に係り、カーボンナノチューブ製造装置の異なる方向に沿った断面図である。 実施形態６に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 実施形態７に係り、カーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 比較例１で用いたカーボンナノチューブ製造装置の概念を示す断面図である。 比較例１で用いたカーボンナノチューブ製造装置の概念を示す異なる方向に沿った断面図である。

好ましくは、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口から対象物の同一のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌを１００として相対表示するとき、各吹出口にわたり７５〜１２５の範囲内に設定され、各吹出口から対象物のカーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌが均衡化されている。この場合、カーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも１つのうちの少なくとも１つを意味する。

好ましくは、対象物のカーボンナノチューブ形成面は、第１カーボンナノチューブ形成面と第２カーボンナノチューブ形成面とを有しており、第１カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第１操作と、第２カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第２操作とを独立に制御する。この場合、第１操作および第２操作をそれぞれ独立で制御すれば、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。勿論、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成される第１カーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成される第２カーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。

好ましくは、複数の吹出口の中心線から対象物に向けて延びる延長線は、対象物のカーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して所定角度（図４に示すθ１，θ２に相当、θ１，θ２＝７０〜１１０°）以内で交差するように設定されている。この場合、カーボンナノチューブの性状のばらつきが低減される。

好ましくは、対象物のカーボンナノチューブ形成面は、第１カーボンナノチューブ形成面と第２カーボンナノチューブ形成面とを有しており、第１カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第１操作と、第２カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第２操作とを独立に制御する。この場合、第１操作および第２操作をそれぞれ独立で制御すれば、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも１つを意味する。勿論、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成される第１カーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成される第２カーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。また、第１操作および第２操作は同時に実施されることが生産上好ましいが、時間的に重複しないように時間的にずらして実施してもよい。更には、第１操作および第２操作は、時間的に一部重複させつつ時間をずらして実施しても良い。

好ましくは、（ａ）対象物のカーボンナノチューブ形成面は、互いに異なる位置（例えば、対象物を基板とした場合の表面、裏面、あるいは側面）に設けられた第１カーボンナノチューブ形成面と第２カーボンナノチューブ形成面とを有しており、（ｂ）対面壁は、対象物の第１カーボンナノチューブ形成面に第１間隔を隔てて対面する第１対面壁と、対象物の第２カーボンナノチューブ形成面に第２間隔を隔てて対面する第２対面壁とを有しており、（ｃ）吹出口は、第１対面壁に形成された第１吹出口と、第２対面壁に形成された第２吹出口とを有しており、（ｄ）ガス供給室は、第１ガス供給源に繋がると共に第１吹出口に連通する第１ガス供給室と、第２ガス供給源に繋がると共に第２吹出口に連通する第２ガス供給室とを有しており、（ｅ）加熱源は、第１カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第１反応ガス、対象物の第１カーボンナノチューブ形成面、第１ガス供給室のうちの少なくとも一つを第１カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第１加熱源と、第２カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第２反応ガス、対象物の第２カーボンナノチューブ形成面、第２ガス供給室のうちの少なくとも一つを第２カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第２加熱源とを有する。この場合、第１カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第１操作と、第２カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第２操作とを独立に制御することができる。この場合、第１操作および第２操作をそれぞれ独立で制御すれば、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを変更させることもできる。性状とは、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも１つを意味する。勿論、第１カーボンナノチューブ形成面に第１操作で形成されるカーボンナノチューブの性状と、第２カーボンナノチューブ形成面に第２操作で形成されるカーボンナノチューブの性状とを同一または近似させることもできる。第１操作および第２操作は前述したように時間的に同時に行っても良いし、時間的にずらして行っても良い。

好ましくは、カーボンナノチューブを形成するにあたり、対象物の一端側を一対の第１設置部で挟むと共に、対象物の他端側を一対の第２設置部で挟むことができる。そして第１設置部と第２設置部とを対象物の面方向に沿って相対的に離間させる方向に変位させることにより、対象物の面方向に張力を与え、対象物の過剰な撓み変形が抑制される。この場合、単位時間あたりについて、第１吹出口から吹き出される第１反応ガスの単位時間あたり流量と、第２吹出口から吹き出される第２反応ガスの単位時間あたりの流量とが同等でないときであっても、対象物のカーボンナノチューブ形成面が対象物の厚み方向に変位することが抑制される。このように対象物の面方向に張力を与えつつ、カーボンナノチューブを対象物に形成することもできる。

好ましくは、ガス通路形成部材のガス排出通路の出口は、対象物の側端面に対面する位置に配置されている。この場合、対象物のカーボンナノチューブ形成面に接触した反応ガスは、カーボンナノチューブを形成させた後に速やかに、ガス排出通路から排出させることができる。このためカーボンナノチューブを形成した後の反応済みガスが反応室に残留することが抑制される。この場合、良好なカーボンナノチューブの形成に貢献できる。カーボンナノチューブ形成反応においては、炭素源およびプロセス条件は特に限定されるものではない。カーボンナノチューブを形成させる炭素を供給させる炭素源として、アルカン、アルケン、アルキン等の脂肪族炭化水素、アルコール、エーチル等の脂肪族化合物、芳香族炭化水素等の芳香族化合物が例示される。従って、炭素源として、アルコール系の原料ガス、炭化水素系の原料ガスを用いるＣＶＤ法（熱ＣＶＤ，プラズマＣＶＤ、リモートプラズマＣＶＤ法等）が例示される。アルコール系の原料ガスとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等のガスが例示される。更に炭化水素系の原料ガスとしてはメタンガス、エタンガス、アセチレンガス、プロパンガス等が例示される。

（実施形態１）
図１〜図４は実施形態１を示す。カーボンナノチューブ製造装置は、カーボンナノチューブを形成するための対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２にカーボンナノチューブを製造する。ここで、図１〜図３に示すように、対象物１は平らな基板状をなしており、互いに背向する２次元的に延設された平坦な第１カーボンナノチューブ形成面１１と、２次元的に並設された平坦な第２カーボンナノチューブ形成面１２とを有する。対象物１の材質は特に限定されず、シリコン、金属などが例示される。金属としては、鉄、チタン、銅、アルミニウム、鉄合金（ステンレスを含む）、チタン合金、銅合金、アルミニウム合金等が例示される。図３から理解できるように、第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２は、２次元方向に延びる平坦状とされており、一方向であるＸ方向（長手方向）と、これに交差（直交）する他方向であるＹ方向（幅方向）とに延びる。対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２には、触媒が存在していることが好ましい。触媒としては、通常、遷移金属が用いられる。特に、Ｖ〜ＶＩＩＩ族の金属が好ましい。カーボンナノチューブ集合体の密度の目標値等に応じて、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、銅、クロム、バナジウム、ニッケルバナジウム、チタン、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、銀、金、これらの合金が例示される。触媒はＡ−Ｂ系の合金であることが好ましい。ここで、Ａは鉄、コバルト、ニッケルのうちの少なくとも１種であり、Ｂはチタン、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、タンタルのうちの少なくとも１種であることが好ましい。この場合、鉄−チタン系合金、鉄−バナジウム系合金のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。更に、コバルト−チタン系合金、コバルト−バナジウム系合金、ニッケル−チタン系合金、ニッケル−バナジウム系合金、鉄−ジルコニウム系合金、鉄−ニオブ系合金が挙げられる。鉄−チタン系合金の場合には、質量比でチタンが１０％以上、３０％以上、５０％以上、７０％以上（残部は鉄）、９０％以下が例示される。鉄−バナジウム系合金の場合には、質量比でバナジウムが１０％以上、３０％以上、５０％以上、７０％以上（残部は鉄）、９０％以下が例示される。

図１に示す基体２はカーボンナノチューブ製造装置のベースをなす。反応ガスを供給するガス通路形成部材３が基体２に設けられている。図１および図２に示すように、ガス通路形成部材３は、対象物１を収容する容積を有する反応室３０と、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１間隔Ｅ１（最短間隔）を隔てて対面する第１対面壁３１と、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２間隔Ｅ２を隔てて対面する第２対面壁３２とを有する。Ｅ１＝Ｅ２、または、Ｅ１≒Ｅ２（例えばＥ１／Ｅ２＝０．８５〜１．１５）とされていることが好ましい。この場合、図２に示すように、第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成する第１カーボンナノチューブ１０１と、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成する第２カーボンナノチューブ１０２とについて、長さ等の性状を同一または近似させるのに有利である。性状とは物理的性状および化学的性状を意味し、カーボンナノチューブの長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、重量、分布等の少なくとも１つが例示される。但し、場合によっては、第１カーボンナノチューブ１０１および第２カーボンナノチューブ１０２について、性状を変化させる場合には、Ｅ１＜Ｅ２としても良いし、Ｅ１＞Ｅ２としても良い。

図１および図２に示すように、第１対面壁３１は、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１にほぼ平行とされており、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１が延設する第１面方向（矢印Ｓ１方向）に沿って二次元的に延設されており、前記したＸ方向およびＹ方向に延設されている。この場合、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成する第１カーボンナノチューブ１０１の性状について、第１カーボンナノチューブ形成面１１においてばらつきを抑制させるのに有利である。第２対面壁３２は、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２にほぼ平行とされており、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２が延設する面方向（矢印Ｓ２方向）に沿って二次元的に延設されており、前記したＸ方向およびＹ方向に延設されている。この場合、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成する第１カーボンナノチューブ１０１の性状について、ばらつきを抑制させるのに有利である。

図１および図２に示すように、ガス通路形成部材３は、第１対面壁３１にこれを厚み方向に貫通するように形成された複数の第１吹出口４１と、第２対面壁３２にこれを厚み方向に貫通するように形成された複数の第２吹出口４２と、第１対面壁３１を用いて対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１が延設する第１面方向（Ｓ１方向）に沿って延設され且つ第１吹出口４１に連通する第１ガス供給室５１と、第２対面壁３２を用いて対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２が延設する第２面方向（Ｓ２方向）に沿って延設され且つ第２吹出口４２に連通する第２ガス供給室５２と、反応室３０にこれの第１出口３８を介して連通する第１ガス排出通路３３（図２参照）と、反応室３０にこれの第２吹出口３９を介して連通する第２ガス排出通路３４（図２参照）を有する。第１吹出口４１は、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に対向する。第２吹出口４２は、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に対向する。

図２に示すように、第１ガス供給室５１は、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に対向するように形成され、箱状通路とされており、対象物１の幅寸法Ｄ２よりも大きな幅寸法Ｄ２０をもつ。第２ガス供給室５２は、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に対向するように形成され、箱状通路とされており、対象物１の幅寸法Ｄ２よりも大きな幅寸法Ｄ２０をもつ。図２に示すように、箱状通路は２次元方向（Ｘ方向，Ｙ方向）に延設された偏平な箱状通路とされている。第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１反応ガスをできだけ均一に吹き付け、第１カーボンナノチューブ１０１をできるだけ均一に形成するためである。また、第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２反応ガスをできるだけ均一に吹き付け、第２カーボンナノチューブ１０２をできるだけ均一に形成するためである。なお、カーボンナノチューブ１０１，１０２の性状のばらつきを低減させるためには、第１ガス供給室５１の流路横断面積をＳＡ１とし、第２ガス供給室５２の流路横断面積をＳＡ２とするとき、ＳＡ１＝ＳＢ２，ＳＡ１≒ＳＢ２が好ましい。場合によっては、ＳＡ１／ＳＢ２＝＝０．８〜１．２の範囲、または、０．９〜１．１の範囲にできる。但し、これに限定されない。本実施形態では図２に示すように、第１ガス供給室５１は対象物１の上側に、第２ガス供給室５２は対象物１の下側に配置されている。

複数の第１吹出口４１は、千鳥配列でほぼ均等間隔で第１対面壁３１のほぼ全面（周縁部を除く）に形成されていることが好ましい。この場合、第１反応ガスをできるだけ均一に吹き付けることができ、第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつき低減に貢献できる。なお千鳥配列に限定されるものではなく、第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつき低減に貢献できる限り、要するに、複数の第１吹出口４１が第１対面壁３１において散乱状に形成されていれば良い。同様に、複数の第２吹出口４２が千鳥配列でほぼ均等間隔で第２対面壁３２に形成されていることが好ましい。この場合、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状のばらつき低減に貢献できる。なお千鳥配列に限定されるものではない。

図４から理解できるように、第１吹出口４１は、対象物１のサイズ等にもよるが、内径ＤＷ１（例えば０．２〜８ミリメートル，０．３〜５ミリメートル）の円形状の孔で形成できる。最も隣接する第１吹出口４１の中心軸線Ｐ１間のピッチをＰＡ１とし、第１吹出口４１の内径をＤＷ１とすると、ピッチＰＡ１＝ＤＷ１×α１にできる。α１としては２〜５０の範囲内、３〜２５の範囲内が例示される。但しこれに限定されるものではない。第２吹出口４２の内径ＤＷ２についても、第２吹出口４２の中心軸線Ｐ２間のピッチＰＡ２についても同様である。また、大面積の対象物の面内に均一に原料ガスを導入するために、ガス供給の遠い位置ほどピッチを小さくしたり、孔径を大きくしても良い。

本実施形態によれば、対象物１の厚みを示す断面図である図４から理解できるように、複数の第１吹出口４１の中心軸線Ｐ１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に向けて延びる延長線ＰＫ１は、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１が延設する面方向（Ｓ１方向）に対して第１所定角度θ１（θ１＝７０〜１１０°）以内で、具体的にθ１＝８５〜９５°以内で交差するように設定されていることが好ましい。また図４に示すように、複数の第２吹出口４２の中心軸線Ｐ２から対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に向けて延びる延長線ＰＫ２は、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２が延設する面方向（Ｓ２方向）に対して第２所定角度θ２（θ２＝７０〜１１０°）以内で、具体的にθ２＝８５〜９５°以内で交差するように設定されていることが好ましい。θ１およびθ２は８８〜９２°、特に９０°としても良い。

図２に示すように、ガス通路形成部材３において、第１対面壁３１および第２対面壁３２は、第１副壁６１および第２副壁６２で互いに連設されている。反応室３０の第１出口３８は、対象物１の一方の側端面１４に接近しつつ対向するように第１副壁６１に形成されている。反応室３０の第２出口３９は、対象物１の他方の側端面１５に接近しつつ対向するように第２副壁６２に形成されている。

図２に示すように、対象物１の厚みＴＡが比較的厚いときには、第１出口３８と側端面１４との距離をＭ１とし、第２出口３９と側端面１５との距離をＭ２とし、対象物１の厚みをＴＡとするとき、Ｍ１は（０．３〜７）×ＴＡ、または、（０．５〜５）×ＴＡとすることが例示される。但しこれに限定されるものではない。第１副壁６１の厚みをＴＥとするときには、Ｍ１は（０．３〜７）×ＴＥ、または、（０．５〜５）×ＴＥとすることが例示される。但しこれに限定されるものではない。このように、第１出口３８は対象物１の側端面１４に対面しつつ近づいている。このためカーボンナノチューブ１０１，１０２を形成させた反応ガスを第１出口３８から速やかに第１ガス排出通路３３に排出させるのに有利である。同様に、Ｍ２は（０．３〜５）×ＴＡ、または、（０．５〜２）×ＴＡとすることが例示される。この場合、第２出口３９は対象物１の側端面１５に対面しつつ近づいている。このためカーボンナノチューブ１０１，１０２を形成させた反応ガスを第２吹出口３９から速やかに第２ガス排出通路３４に排出させるのに有利である。ここで、第１カーボンナノチューブ１０１と第２カーボンナノチューブ１０２とについて、性状を同一または近似させるためには、Ｍ１＝Ｍ２、または、Ｍ１≒Ｍ２（Ｍ１／Ｍ２＝０．７〜１．３の範囲、０．９〜１．１の範囲）とされていることが好ましい。

図２に示すように、第１ガス排出通路３３は、第１副壁６１と、第１副壁６１よりも外側の第１側壁６３とを利用して形成されているおり、図示しないドレン側に繋がる。第２ガス排出通路３４は、第２副壁６２と、第２副壁６２よりも外側の第２側壁６４とを利用して形成されており、ドレン側に繋がる。

さらに、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１、ガス通路形成部材３、第１ガス供給室５１の第１反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度（例えば４００〜１０００℃程度、５５０〜７００℃）に加熱させるための第１加熱源７１が、基体２に設けられている。対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２、ガス通路形成部材３、第２ガス供給室５２の第２反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させるための第２加熱源７２が、基体２に設けられている。加熱源７１，７２は、ガス供給室５１，５２の外側に配置されているため、ガス供給室５１，５２の全体、通路形成部材３の全体を加熱させるにも有利である。

第１加熱源７１は、第１ガス供給室５１の外側（上側）に配置されており、近赤外線を放出するランプヒータで形成されていることが好ましい。第２加熱源７２は、第２ガス供給室５２の外側（上側）に配置されており、近赤外線を放出するランプヒータで形成されていることが好ましい。加熱源７１，７２は通路形成部材３自体も、通路形成部材３内の反応ガスも加熱できる。なお、通路形成部材３の全体は、近赤外線を透過できる材料（例えば石英ガラス）で形成されていることが好ましい。この場合、第１加熱源７１および第２加熱源７２は、反応室３０内の対象物１をカーボンナノチューブ形成温度に加熱できる。加熱源７１，７２はカバー部材７５で外側から覆われている。

第１加熱源７１および第２加熱源７２は制御装置により互いに独立して制御できることが好ましい。この場合、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１の温度Ｔ１と、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２の温度Ｔ２とを独立させて制御するのに有利である。なお、対象物１が鉄または鉄合金等の導電性および透磁性を有する場合には、第１加熱源７１および第２加熱源７２としては、電磁誘導で対象物１を加熱させる誘導加熱方式としても良い。誘導加熱の場合には、第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の表面を表皮効果により集中的に早期に加熱できる。さらには他の加熱方式としても良い。

図１に示すように、第１ガス供給室５１は、第１反応ガスおよび第１キャリヤガスを供給できる第１供給通路８１を介して繋がる。第１供給通路８１には、第１反応ガス用の第１供給バルブ８１ａ，第１キャリヤガス用の第１供給バルブ８１ｃが設けられている。第２ガス供給室５２は、第２反応ガスおよび第２キャリヤガスを供給できる第２供給通路８２を介して繋がる。第２供給通路８２には、第２反応ガス用の第２供給バルブ８２ａ，第２キャリヤガス用の第２供給バルブ８２ｃが設けられている。第１供給通路８１および第２供給通路８２には、供給する各ガスの流量を計測する流量計を設けることが好ましい。更に、対象物１を基準に反応ガスの吹出口４１、４２と加熱源７１、７２をそれぞれ対称的に設けることが好ましい。この場合、対象物の両面にそれぞれ形成されるカーボンナノチューブの性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度等の少なくとも１つ）の差について、ばらつきに抑えるのに有利である。

さて、カーボンナノチューブ形成工程について説明する。まず、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２にそれぞれ触媒を担持させておくことが好ましい。触媒は、蒸着、スパッタリング、ディピング等に、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成できる。

その後、カーボンナノチューブ形成工程を実施する。すなわち、図１および図２に示すように、設置部１８を介して対象物１を反応室３０に設置する。設置部１８は固定式でも良いし、搬送ローラでも良い。固定式であれば、対象物１を固定した状態でカーボンナノチューブを形成する。搬送ローラであれば、対象物１を搬送方向に連続的に搬送させつつ、カーボンナノチューブ１１，１２を連続的に形成でき、生産性を向上できる。カーボンナノチューブ形成工程では、反応室３０を真空引きしておく。さらに、第１加熱源７１および第２加熱源７２をオンさせて対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２を所定温度（例えば３００〜６００℃）に昇温させておく。

この状態で、第１供給通路８１からキャリヤガス（アルゴンガスまたは窒素ガス）を第１ガス供給室５１および第１吹出口４１を介して反応室３０に供給する共に、第２供給通路８２からキャリヤガスを第２ガス供給室５２および第２吹出口４２を介して反応室３０に供給し、反応室３０の圧力を調整する。その後、第１反応ガスを第１供給通路８１から第１ガス供給室５１に供給すると共に、第２供給通路８２から第２反応ガスを第２ガス供給室５２に供給させる。第１ガス供給室５１に供給された第１反応ガスは、複数の第１吹出口４１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に向けてこれに衝突するように吹き出される。第２ガス供給室５２に供給された第２反応ガスは、複数の第２吹出口４２から対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に向けてこれに衝突するように吹き出される。なお第１反応ガスおよび第２反応ガスは同量および同種にできる。

上記したカーボンナノチューブ形成工程が実施されると、図２から理解できるように、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１カーボンナノチューブ１０１が形成されると共に、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２カーボンナノチューブ１０２が形成される。第１カーボンナノチューブ１０１は、基本的には、第１カーボンナノチューブ形成面１１にほぼ垂直方向に成長する。第２カーボンナノチューブ１０２は、基本的には、第２カーボンナノチューブ形成面１２にほぼ垂直方向に成長する。

第１反応ガスの吹き出しの際に、各第１吹出口４１から対象物１の同一の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌ１(図４参照)を１００として相対表示するとき、各第１吹出口４１について、７５〜１２５の範囲内に設定されている。具体的には、各第１吹出口４１にわたり９０〜１１０の範囲内（特に９５〜１０５の範囲内，１００）に設定されていることが好ましい。このため各第１吹出口４１について、第１吹出口４１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌ１ができるだけ均衡化されている。この場合、第１カーボンナノチューブ形成面１１において形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも１つ）のばらつきが抑制される。例えば、第１カーボンナノチューブ１０１について、その長さの差について、プラスマイマス１０％のばらつきに抑えることができる。同様に、第２反応ガスの吹き出しの際に、各第２吹出口４２から対象物１の同一の第２カーボンナノチューブ形成面１２までの最短距離Ｌ２（図４参照）を１００として相対表示するとき、各第２吹出口４２について、７５〜１２５の範囲内に設定されている。具体的には、各第２吹出口４２にわたり９０〜１１０の範囲内（特に９５〜１０５の範囲内）に設定されていることが好ましい。このため各第２吹出口４２から対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２までの最短距離Ｌ２ができるだけ均衡化されている。この場合、第２カーボンナノチューブ形成面１２において形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも１つ）のばらつきが抑制される。例えば第２カーボンナノチューブ１０２について、その長さの差について、プラスマイマス１０％のばらつきに抑えることができる。

上記した本実施形態によれば、第１反応ガスおよび第２反応ガスの単位時間あたりの流量は基本的には同じとされており、Ｌ１およびＬ２は互いに対応する大きさとされている。このため、第１カーボンナノチューブ１０１と第２カーボンナノチューブ１０２とについて、性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布等の少なくとも１つ）の差について、プラスマイマス１０％のばらつきに抑えることができる。この場合、加熱源７１，７２の出力も基本的には同一とすることが好ましい。更に、第１カーボンナノチューブ１０１および第２カーボンナノチューブ１０２について、ばらつき低減を考慮すると、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２に担持される触媒についても、その担持量、担持密度および組成を基本的には同一とすることが好ましい。担持密度とは、カーボンナノチューブ形成面の単位面積あたりの触媒重量を意味する。

本実施形態によれば、カーボンナノチューブ形成工程においては、図１に示すように、第１ガス供給室５１については、互いに逆方向（矢印Ｗ１０，Ｗ１１方向）から第１反応ガスを第１ガス供給室５１に供給することにしている。これにより対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつき低減に貢献できる。また図１に示すように、第２ガス供給室５２についても、互いに逆方向（矢印Ｗ２０，Ｗ２１方向）から第２反応ガスを第２ガス供給室５２に供給することにしている。これにより対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成されるカーボンナノチューブの性状のばらつき低減に貢献できる。なお、第１カーボンナノチューブ１０１および第２カーボンナノチューブ１０２の形成が終了すると、反応室３０から対象物１を取り出す。

以上説明したように本実施形態によれば、ガス供給室５１，５２は、反応室３０に収容された対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２に間隔を隔てて対面しつつ、カーボンナノチューブ形成面１１，１２が延設する面方向（Ｓ１，Ｓ２方向）に沿って延設されている。複数の吹出口４１，４２は、ガス供給室５１，５２と反応室３０とを連通させると共に、ガス供給室５１，５２の反応ガスを反応室３０に吹き出す。このため、反応ガスの吹き出しの際に、各吹出口４１，４２から対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２までの最短距離Ｌ１，Ｌ２については、各吹出口４１，４２から対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２までの最短距離Ｌ１，Ｌ２ができるだけ均衡化されている。このため対象物１の同一の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布）のばらつきが低減される。同様に、対象物１の同一の第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状（例えば長さ、径、本数、層数、結晶性、密度、分布）のばらつきが低減される。

本実施形態によれば、第１反応ガスに基づいて対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１カーボンナノチューブ１０１を形成する第１操作と、第２反応ガスに基づいて対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２カーボンナノチューブ１０２を形成する第２操作とをそれぞれ独立に制御することができる。具体的には、バルブ８１ａ，８２ａを互いに独立に制御できる。バルブ８１ｃ，８２ｃを互いに独立に制御できる。加熱源７１，７２による加熱温度を互いに独立して制御できる。このように第１操作および第２操作をそれぞれ独立で制御すれば、第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１操作で形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状と、第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２操作で形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状とを同一または近似させることができる。また、加熱源７１，７２の出力も独立に制御することができる。

本実施形態によれば、図２から理解できるように、ガス通路形成部材３の反応室３０の第１出口３８は対象物１の側端面１４に対面する位置に配置されている。第１出口３９は対象物１の側端面１５に対面する位置に配置されている。この場合、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に接触した第１反応ガスについては、第１カーボンナノチューブ形成面１１において第１カーボンナノチューブ１０１を形成させた後に速やかに、矢印Ｎ１，Ｎ２方向に向けて、第１出口３８および第２出口３９から、ガス排出通路３３，３４に排出させることができる。このため第１カーボンナノチューブ１０１を形成した後の反応済みガスが反応室３０に残留することが抑制される。この場合、良好な第１カーボンナノチューブ１０１の形成に貢献できる。同様に、対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に衝突して接触した第２反応ガスについても、第２カーボンナノチューブ形成面１２において第２カーボンナノチューブ１０２を形成させた後に速やかに、矢印Ｎ１，Ｎ２方向に向けて、第１出口３８および第２出口３９からガス排出通路３３，３４に排出させることができる。このため第２カーボンナノチューブ１０２を形成した後の反応済みガスが反応室３０に残留することが抑制される。この場合、良好な第２カーボンナノチューブ１０２の形成に貢献できる。

（実施形態２）
本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。第１反応ガスに基づいて対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１カーボンナノチューブ１０１を形成する第１操作と、第２反応ガスに基づいて対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２カーボンナノチューブ１０２を形成する第２操作とをそれぞれ独立に制御する。第１操作および第２操作をそれぞれ独立で制御することにより、第１カーボンナノチューブ形成面１１に第１操作で形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状と、第２カーボンナノチューブ形成面１２に第２操作で形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状とを変更させる。

カーボンナノチューブ形成工程において、独立制御としては、（ａ）第１反応ガスの単位時間あたりの供給流量Ｖ１と第２反応ガスの単位時間あたりの供給流量Ｖ２とを変える形態、（ｂ）第１加熱源７１および第２加熱源７２の出力を変えて、第１カーボンナノチューブ形成面１１の温度Ｔ１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の温度Ｔ２とを変える形態、（ｃ）第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２における触媒担持量および／または触媒組成を変える形態、（ｅ）第１反応ガスおよび第２反応ガスの組成を変える形態等が例示される。

従って、第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の長さを相対的に長くにでき、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２の長さを相対的に短くできる。逆に、第１カーボンナノチューブ１０１の長さを第２カーボンナノチューブ１０２の長さよりも短く、第２カーボンナノチューブ１０２の長さを第１カーボンナノチューブ１０１よりも相対的に長くしても良い。あるいは、第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の密度を第２カーボンナノチューブ１０２の密度よりも相対的に高くでき、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２の密度を第１カーボンナノチューブ１０１の密度よりも相対的に低くすることもできる。逆でも良い。なお、キャパシタ電極に適用される場合には、カーボンナノチューブが長い場合には、表面積が増加し、高い帯電できる電気量を期待できる。カーボンナノチューブが短い場合には、応答性の向上を期待できる。なお、対象物１の材質はシリコンでも良いし、金属でも良い。金属としては、鉄、チタン、銅、アルミニウム、鉄合金（ステンレスを含む）、チタン合金、銅合金、アルミニウム合金等が例示される。対象物１の材質に応じて、第１操作および第２操作を互いに操作内容を変更するように実施できる。
（実施例１）
実施例１は図１〜図４に示すカーボンナノチューブ製造装置を用いて実施した。
（対象物１）実施例１では、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２について、その長さをほぼ同一とした。対象物１としては、０．５ミリメートルのシリコン基板を用いた。シリコン基板は研磨されていた。シリコン基板の表面粗さはＲａ５ナノメートルであった。
（前処理）第１段階として、対象物１の表面を撥水処理した。処理液は、トルエンにヘキサオルガノシラザンを５体積％の濃度で配合したものとした。この処理液に対象物１を３０分間浸漬させた。その後、処理液から対象物１を引き上げ、自然乾燥させた。第２段階として、ディップコート法により、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２に、コーティング液を塗布し、鉄−チタン合金の薄膜を３０ナノメートル形成した。触媒は島状となっていると考えられる。コーティング液は、ヘキサン中に鉄−チタン合金の粒子（Ｆｅ：８０％、Ｔｉ：２０％）を分散させ、可視光度計（ＷＰＡ社製、ＣＯ７５００）にて波長６８０ナノメートルの測定条件で吸光度が０．３となるように濃度調整した液とした。ディップコート法では、大気中において、常温下で、浸漬した後、３ミリメートル／分間の速度で引き上げた。引き上げ後、自然乾燥にて速やかにヘキサンが蒸発した。
（ＣＮＴ形成）図１〜図４に示す構造をもつ熱ＣＶＤ装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。予め、反応室３０を１０Ｐａに真空引きしておくこの反応室３０にキャリヤガスとして窒素ガス５０００ｃｃ／分間を対象物１の両面から導入し、且つ、反応室３０の圧力を１×１０^５Ｐａに調整した。対象物１の表面温度を６００℃に昇温させた後、炭素源となる反応ガス（アセチレンガス）を１０００ｃｃ／分にて対象物１の両面から６分間導入した。この場合、第１ガス供給室５１については５００ｃｃ／分とした。第２ガス供給室５２については５００ｃｃ／分とした。これによりカーボンナノチューブを対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の双方に形成した。図５は形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さは、第１カーボンナノチューブ１０１および第２カーボンナノチューブ１０２ともに、約９４μｍであった。

（実施例２）
（対象物１）実施例２では、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２について、その長さを異ならせた。対象物１は実施例１と同様とした。
（前処理）実施例１と同様とした。
（ＣＮＴ形成）図１〜図４に示す構造をもつ熱ＣＶＤ装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。予め、反応室３０を１０Ｐａに真空引きしておくこの反応室３０にキャリヤガスとして窒素ガス５０００ｃｃ／分間を対象物１の両面から導入し、且つ、反応室３０の圧力を１×１０^５Ｐａに調整した。対象物１の表面温度を６００℃に昇温させた後、上側の第１ガス供給室５１については第１反応ガス（アセチレンガス）を４００ｃｃ／分にて、下側の第２ガス供給室５２については第２反応ガス（アセチレンガス）を１０００ｃｃ／分の流量に設定し、対象物１の両面から６分間同時に導入した。これによりカーボンナノチューブを対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の双方に形成した。図６は実施例２について形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さについては、第１カーボンナノチューブ１０１は約５４μｍであった。第２カーボンナノチューブ１０２は１８４μｍであった。

（実施例３）
（対象物１）実施例３では、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２について、その長さを異ならせた。対象物１は厚さ０．５ミリメートのシリコン基板とした。上面である第１カーボンナノチューブ形成面１１の表面粗さはＲａ５ナノメートルとした。下面である第２カーボンナノチューブ形成面１２の表面粗さはＲａ１００ナノメートルとし、第１カーボンナノチューブ形成面１１よりも粗い面とした。
（前処理）実施例１と同様とした。
（ＣＮＴ形成）実施例１と同様とした。カーボンナノチューブを対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の双方に形成した。図７は実施例３について形成されたカーボンナノチューブを示す。カーボンナノチューブの長さについては、上面である第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成された第１カーボンナノチューブ１０１は約７２μｍであった。下面である第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成された第２カーボンナノチューブ１０２は１４４μｍであった
（比較例１）
（対象物１）対象物１は実施例１と同様とした。
（前処理）実施例１と同様とした。
（ＣＮＴ形成）図１４および図１５に示す構造をもつ熱ＣＶＤ装置で形成されたカーボンナノチューブ製造装置にてカーボンナノチューブを形成した。この装置では、反応ガスは、対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１および第２カーボンナノチューブ形成面１２の面方向に沿って供給される。従って、本実施例１〜３とは反応ガスの流れ方向は基本的には９０°異なる。この場合においても、予め、反応室３０を１０Ｐａに真空引きしておくこの反応室３０にキャリヤガスとして窒素ガス５０００ｃｃ／分間を対象物１の両面から導入し、且つ、反応室３０の圧力を１×１０^５Ｐａに調整した。対象物１の表面温度を６５０℃に昇温させた後、炭素源となる反応ガス（アセチレンガス）を４００ｃｃ／分にて対象物１の上面である第１カーボンナノチューブ１０１面に向けて、１０００ｃｃ／分にて対象物１の下面である第２カーボンナノチューブ形成面に向けて、同時に６分間導入し、カーボンナノチューブを対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面および第２カーボンナノチューブ形成面の双方に形成した。図８は比較例１において形成されたカーボンナノチューブを示す。上面である第１カーボンナノチューブ形成面に形成されたカーボンナノチューブは約３５μｍであった。さらに上面である第１カーボンナノチューブ形成面については、カーボンナノチューブは良好に形成されなかった。下面である第２カーボンナノチューブ形成面に形成されたカーボンナノチューブは１８８μｍであった。この場合、第１カーボンナノチューブ形成面および第２カーボンナノチューブ形成面において、カーボンナノチューブの長さおよび密度が大きく異なっていた。

（実施形態３）
図９は実施形態３を示す。本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図９に示すように、第１ガス供給室５１の一端５１ｅ側には供給通路８１０が設けられ、第１反応ガス用の供給バルブ８１０ａ，キャリヤガス用の供給バルブ８１０ｃが設けられている。図９に示すように、第１ガス供給室５１の他端側５１ｆには供給通路８１１が設けられ、第１反応ガス用の供給バルブ８１１ａ，キャリヤガス用の供給バルブ８１１ｃが設けられている。第１ガス供給室５１に第１反応ガスを供給するとき、第１ガス供給室５１の一端５１ｅ側と他端５１ｆ側とにおいて、単位時間あたりのガス流量を制御できる。この場合、第１カーボンナノチューブ形成面１１について、一端５１ｅ側と他端５１ｆ側とにおいて、第１カーボンナノチューブ１１の性状を変更させることを期待できる。

図９に示すように、第２ガス供給室５２の一端５２ｅ側には供給通路８２０が設けられ、第２反応ガス用の供給バルブ８２０ａ，キャリヤガス用の供給バルブ８２０ｃが設けられている。第２ガス供給室５２の他端５２ｆ側には供給通路８２２が設けられ、第２反応ガス用の供給バルブ８２２ａ，キャリヤガス用の供給バルブ８２２ｃが設けられている。第２ガス供給室５２に第２反応ガスを供給するとき、第２ガス供給室５２の一端５２ｅ側と他端５２ｆ側とにおいて、単位時間あたりのガス流量を制御できる。この場合、第２カーボンナノチューブ形成面１２について、一端５２ｅ側と他端５２ｆ側とにおいて、第２カーボンナノチューブ１２の性状を変更させることを期待できる。

（実施形態４）
図１０は実施形態４を示す。本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図１０に示すように、第１ガス供給室５１および第２ガス供給室５２は横方向（水平方向）に沿って延設されている。第１反応ガスは、第１ガス供給室５１に矢印Ｗ１方向（一方向，図９において右方）に向けて供給される。その第１反応ガスは、複数の第１吹出口４１から下方向に沿って対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。第２は反応ガスは第２ガス供給室５２に矢印Ｗ２方向（一方向図９において左方）に供給される。その第２反応ガスは、複数の第２吹出口４２から上方向に沿って対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。この場合、第１ガス供給室５１から第１吹出口４１を介して反応室３０に供給された第１反応ガスを考慮すると、第１反応ガスが第１ガス供給室５１において図１０の矢印Ｗ１方向に向かうとき、第１反応ガスの流量は、第１ガス供給室５１の上流領域５１ｕから下流領域５１ｄに向かうにつれて次第に減少する。従って、第１吹出口４１の個数が同一であれば、複数の第１吹出口４１の内径は、第１ガス供給室５１の下流領域５１ｄでは上流領域５１ｕよりも相対的に増加している。あるいは、各第１吹出口４１の内径が同一であれば、単位面積あたり、複数の第１吹出口４１の個数は、第１ガス供給室５１の下流領域５１ｄでは上流領域５１ｕよりも増加している。その理由としては、第１ガス供給室５１の第１反応ガスを反応室３０に吹き込むとき、吹き込む流量のばらつきを低減させるためである。このような本実施形態によれば、第１カーボンナノチューブ形成面１１において形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつきを低減させるのに有利である。

第２吹出口４２についても同様である。すなわち、第２反応ガスが第２ガス供給室５２において図１０の矢印Ｗ２方向に向かうにつれて、第２反応ガスの流量は、第２ガス供給室５２の上流領域５２ｕから下流領域５２ｄに向かうにつれて次第に減少する。従って、第２吹出口４２の個数が同一であれば、複数の第２吹出口４２の内径は、第２ガス供給室５２の下流領域５２ｄでは上流領域５２ｕよりも相対的に増加している。あるいは、各第２吹出口４２の内径が同一であれば、単位面積あたり、複数の第２吹出口４２の個数は、第２ガス供給室５２の下流領域５２ｄでは上流領域５２ｕよりも相対的に増加している。その理由としては、第２ガス供給室５２の第２反応ガスを反応室３０に吹き込むとき、吹き込む流量のばらつきを低減させるためである。このような本実施形態によれば、第２カーボンナノチューブ形成面１２において形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状のばらつきを低減させるのに有利である。

（実施形態５）
図１１は実施形態５を示す。本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。以下、相違する部分を中心として説明する。図１１に示すように、第１ガス供給室５１および第２ガス供給室５２は、互いに対向する箱状通路とされつつも、縦方向（高さ方向，矢印Ｈ方向）に沿って延設されている。対象物１は縦方向に沿って配置されており、上部１ｕ，下部１ｄをもつ。カーボンナノチューブ形成面１１，１２は高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って延設されている。第１ガス供給室５１に供給された第１反応ガスは、複数の第１吹出口４１から横方向に沿って対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１にほぼ８５〜９５℃の角度で衝突するように吹き出される。第２ガス供給室５２に供給された第２反応ガスは、複数の第２吹出口４２から横方向に沿って対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２にほぼ８５〜９５°の角度で衝突するように吹き出される。

本実施形態によれば、上側の設置部１８ｃと下側の設置部１８ａ間における距離が長いときであっても、あるいは、対象物１の厚みＴＡが薄いときであっても、対象物１のうち設置部１８ａ，１８ｃ間の部位１ｍが重力により下方に垂下することが抑制される。さらに、対象物１の一端側を設置部１８ｃ，１８ｃで挟むと共に、対象物１の他端側を設置部１８ａ，１８ａで挟む。そして設置部１８ｃ，１８ｃと設置部１８ａ，１８ａとを対象物１の面方向Ｓ１，Ｓ２方向に沿って相対的に離間させる方向に変位させる。これにより対象物１の面方向Ｓ１，Ｓ２方向に張力を与え、対象物１の部位１ｍの撓み変形を抑制できる。この場合、間隔Ｅ１，Ｅ２を目標値に維持できる。なお、単位時間あたりについて、第１吹出口４１から吹き出される第１反応ガスの流量と、第２吹出口４２から吹き出される第１反応ガスの流量とを同等にすれば、対象物１のカーボンナノチューブ形成面１１，１２に差圧が作用することが抑制される。ひいては、差圧により対象物１の部位１ｍが対象物１の厚み方向に変位することが抑制される。この場合、カーボンナノチューブ１０１，１０２の性状の安定化に貢献できる。

（実施形態６）
図１２は実施形態６を示す。本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。図１２に示すように、第１対面壁３１および第１ガス供給室５１は、板状の対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１の面方向に沿って二次元的に横方向に沿って延設されている。横方向に延びる第１対面壁３１を利用して形成されている第１ガス供給室５１は、板状の対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１の面方向に沿って二次元的に横方向に沿って延設されている。このような第１ガス供給室５１は、第１カーボンナノチューブ形成面１１に対向する偏平な箱状通路とされている。第１吹出口４１は、第１対面壁３１のほぼ全域に散点状にほぼ均等間隔で形成されている。第１ガス供給室５１に供給された第１反応ガスは、複数の第１吹出口４１から下方向に沿って対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１にほぼ垂直に衝突するように吹き出される。第２ガス供給室５２は形成されていないため、対象物１のうち主として第１カーボンナノチューブ形成面１１にカーボンナノチューブが形成される。すなわち、反応ガスを第１ガス供給室５１に供給することにより、反応室３０内の対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１が延設する面方向に対して交差する方向（第１カーボンナノチューブ形成面１１に対してほぼ垂直方向）に沿って、第１ガス供給室５１の反応ガスを第１吹出口４１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１に向けて衝突させるように吹き出す。これにより対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１にカーボンナノチューブを形成する。

本実施形態においても、反応ガスの吹き出しの際に、各第１吹出口４１から対象物１の同一の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌ１を１００として相対表示するとき、各第１吹出口４１にわたり、９０〜１１０の範囲内（特に９５〜１０５の範囲内、具体的に１００）に設定されている。よって、各第１吹出口４１について、各第１吹出口４１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌが均衡化されている。従って、第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつき低減に貢献できる。なお、図１２から理解できるように、対象物１のうち第１カーボンナノチューブ形成面１１と反対側の表面１２ｘには、反応ガスが直接的には吹き付けられないため、表面１２ｘにおけるカーボンナノチューブ生成は制限される。

（実施形態７）
図１３は実施形態７を示す。本実施形態は前記した実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を示す。図１３に示すように、第１反応ガスの吹き出しの際に、各第１吹出口４１から対象物１の同一の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌ１とする。最短距離Ｌ１を１００として相対表示するとき、各第１吹出口４１にわたり、９０〜１１０の範囲内（特に９５〜１０５の範囲内，１００）に設定されている。このため各第１吹出口４１から対象物１の第１カーボンナノチューブ形成面１１までの最短距離Ｌ１が均衡化されている。この場合、第１カーボンナノチューブ形成面１１において形成される第１カーボンナノチューブ１０１の性状のばらつきが抑制される。同様に、第２反応ガスの吹き出しの際に、各第２吹出口４２から対象物１の同一の第２カーボンナノチューブ形成面１２までの最短距離Ｌ２とする。最短距離Ｌ２を１００として相対表示するとき、各第２吹出口４２にわたり７５〜１２５の範囲内に設定されていることが好ましい。具体的には、各第２吹出口４２にわたり、９０〜１１０の範囲内（特に９５〜１０５の範囲内）に設定されている。このため各第２吹出口４２から対象物１の第２カーボンナノチューブ形成面１２までの最短距離Ｌ２が均衡化されている。この場合、第２カーボンナノチューブ形成面１２において形成される第２カーボンナノチューブ１０２の性状のばらつきが抑制される。

本実施形態によれば、図１３に示すように、最短距離Ｌ１＜最短距離Ｌ２とされている。従って、間隔Ｅ１＜間隔Ｅ２とされている。第１カーボンナノチューブ形成面１１に形成される第１カーボンナノチューブ１０１と、第２カーボンナノチューブ形成面１２に形成される第２カーボンナノチューブ１０２との性状を変えるのに貢献できる。なお最短距離Ｌ１＞最短距離Ｌ２としても良い。

（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

１は対象物、１１は第１カーボンナノチューブ形成面、１２は第２カーボンナノチューブ形成面、１０１は第１カーボンナノチューブ、１０２は第２カーボンナノチューブ、１４は側端面、１５は側端面、２は基体、３は通路形成部材、３０は反応室、３１は第１対面壁、３２は第２対面壁、３３は第１ガス排出通路、３４は第２ガス排出通路、３８は第１出口、３９は第２出口、４１は第１吹出口、４２は第２吹出口、５１は第１ガス供給室、５２は第２ガス供給室、７１は第１加熱源、７２は第２加熱源、８１は第１供給通路、８２は第２供給通路を示す。

Claims (5)

1. （ｉ）カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物を用意すると共に、
   前記対象物を収容するための反応室と、前記反応室に収容される前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設されたガス供給室と、前記ガス供給室と前記反応室とを連通させると共に前記ガス供給室の反応ガスを前記反応室に吹き出す複数の吹出口とを有するガス通路形成部材と、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを用意する準備工程と、
   （ｉｉ）前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させた状態で、
   前記反応ガスを前記ガス供給室に供給することにより、前記反応室内の前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して交差する方向に沿って、前記ガス供給室の前記反応ガスを前記吹出口から前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に向けて吹き出し、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成するカーボンナノチューブ形成工程とを実施するにあたり、
   前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面は、第１カーボンナノチューブ形成面と第２カーボンナノチューブ形成面とを有しており、前記第１カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第１操作と、前記第２カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第２操作とを独立に制御するカーボンナノチューブ製造方法。
2. 請求項１において、前記反応ガスの吹き出しの際に、前記吹出口から前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌを１００として相対表示するとき、各前記吹出口にわたり最短距離Ｌは７５〜１２５の範囲内に設定され、各前記吹出口から前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面までの最短距離Ｌが各前記吹出口について均衡化されていることを特徴とするカーボンナノチューブ製造方法。
3. カーボンナノチューブを形成するためのカーボンナノチューブ形成面をもつ対象物にカーボンナノチューブを製造するカーボンナノチューブ製造装置であって、
   （ｉ）基体と、
   （ｉｉ）前記基体に設けられ、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面に間隔を隔てて対面しつつ前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設された対面壁と、前記対面壁にこれを貫通するように形成された複数の吹出口と、前記対面壁を用いて前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に沿って延設され且つ前記吹出口に連通するガス供給室と、前記反応室に連通するガス排出通路とを有するガス通路形成部材と、
   （ｉｉｉ）前記基体に設けられ、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面、前記ガス通路形成部材、前記反応ガスのうちの少なくとも一つをカーボンナノチューブ形成温度に加熱させる加熱源とを具備し、
   前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面は、互いに異なる位置に設けられた第１カーボンナノチューブ形成面と第２カーボンナノチューブ形成面とを有しており、
   前記対面壁は、前記対象物の前記第１カーボンナノチューブ形成面に第１間隔を隔てて対面する第１対面壁と、前記対象物の前記第２カーボンナノチューブ形成面に第２間隔を隔てて対面する第２対面壁とを有しており、
   前記吹出口は、前記第１対面壁に形成された第１吹出口と、前記第２対面壁に形成された第２吹出口とを有しており、
   前記ガス供給室は、第１ガス供給通路に繋がると共に前記第１吹出口に連通する第１ガス供給室と、第２ガス供給通路に繋がると共に前記第２吹出口に連通する第２ガス供給室とを有しており、
   前記加熱源は、前記第１カーボンナノチューブ形成面に前記カーボンナノチューブを形成する第１反応ガス、前記対象物の前記第１カーボンナノチューブ形成面、前記第１ガス供給室のうちの少なくとも一つを第１カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第１加熱源と、前記第２カーボンナノチューブ形成面にカーボンナノチューブを形成する第２反応ガス、前記対象物の第２カーボンナノチューブ形成面、前記第２ガス供給室のうちの少なくとも一つを第２カーボンナノチューブ形成温度に加熱させる第２加熱源とを具備するカーボンナノチューブ製造装置。
4. 請求項３において、各前記吹出口の中心線から前記対象物に向けて延びる延長線は、前記対象物の前記カーボンナノチューブ形成面が延設する面方向に対して所定角度θ（θ＝７０〜１１０°）以内で交差するように設定されているカーボンナノチューブ製造装置。
5. 請求項３または４において、前記ガス通路形成部材の前記反応室の出口は、前記対象物の側端面に対面する位置に配置されているカーボンナノチューブ製造装置。