多層カーボンナノチューブの集合構造の評価方法
【課題】多層ＣＮＴの集合構造全体での構造評価をする。
【解決手段】多層ＣＮＴの集合構造に対して所定の入射角度でＸ線を入射するステップと、上記集合構造から出射する回折Ｘ線の検出位置を集合構造回りに走査しつつ変えていき、各検出位置で回折Ｘ線強度を測定するステップと、上記集合構造のＸ線入射位置を高さ方向に走査しつつ変えていき、各走査位置で透過Ｘ線の強度を測定するステップと、上記回折Ｘ線強度の測定データからピーク面積を、また、上記透過Ｘ線強度の測定データから減衰量を、それぞれ、演算するステップと、上記ピーク面積と減衰量とから上記集合構造の配向性を解析するステップと、を含む。
【解決手段】多層ＣＮＴの集合構造に対して所定の入射角度でＸ線を入射するステップと、上記集合構造から出射する回折Ｘ線の検出位置を集合構造回りに走査しつつ変えていき、各検出位置で回折Ｘ線強度を測定するステップと、上記集合構造のＸ線入射位置を高さ方向に走査しつつ変えていき、各走査位置で透過Ｘ線の強度を測定するステップと、上記回折Ｘ線強度の測定データからピーク面積を、また、上記透過Ｘ線強度の測定データから減衰量を、それぞれ、演算するステップと、上記ピーク面積と減衰量とから上記集合構造の配向性を解析するステップと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のグラフェンシートの２層以上からなる多層カーボンナノチューブ（以下、多層ＣＮＴと称する）の集合構造に対する評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層ＣＮＴは、２層以上の円筒状グラフェンシートが同軸管状になって構成されるものである。グラフェンシートは、炭素によって作られる六員環ネットワーク（六角網目状ネットワーク）であり、このような構造を有する多層ＣＮＴは、周知されるように、電子放出能と耐久性に優れ、大画面フィールドエミッションディスプレイ用の電子放出材料等に有用視され、また、多層ＣＮＴは耐食性が高いため、燃料電池の触媒電極層等の耐食性が要求される用途にも適するなど、各種用途が期待される物質である。
【０００３】
そして、多層ＣＮＴを基板上に成長させる製造方法としてＣＶＤ法における基板法がある。この基板法では、基板上に触媒膜を成膜し、熱処理して触媒膜を複数の触媒微粒子からなる触媒構造とすると共に、この触媒構造上の触媒微粒子にカーボンを含むガスを作用させて触媒微粒子を成長起点として多層ＣＮＴを成長させるようになっている。
【０００４】
上記触媒構造を用いて多層ＣＮＴを製造した場合には、その断面構造は、個々の多層ＣＮＴが複雑に絡み合い、ランダム配向の構造や、螺旋や波状を描いたような曲線状の多層ＣＮＴの集合構造からなっている。
【０００５】
このような集合構造となるのは、個々の多層ＣＮＴがチューブ直径の不均一性、全体が曲線形状をなしていることにその原因が存在すると考えられる。
【０００６】
近年では、そうした螺旋や波状を描いたような曲線状の多層ＣＮＴの集合体ではなく、直径の均一性、全体的な直線性を有し、その配向、密集した構造をそのまま応用したり、あるいは多層ＣＮＴをほぐして容易に使用できるような、絡み合いが少ない集合構造が要求されてきている。
【０００７】
そこで本発明者らは、チューブ直径が全体的に均一でかつ直線性を有して個々の多層ＣＮＴが絡み合うことが少ない多層ＣＮＴ集合体を開発するべく鋭意研究を重ね、特開２００８−１２０６５８に開示されているような多層ＣＮＴの集合構造を開発できるに至った。
【０００８】
このような開発にかかる多層ＣＮＴの集合構造に対し、それを構成する多層ＣＮＴ個々の直径均一性、曲線性、直線性等の評価は、微小区間での評価でしかなく、集合構造全体での構造評価はできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１２０６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明により解決すべき課題は、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴからなる集合構造に対して微小区間での評価ではなく、集合構造全体に対する評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側面回りの複数の検出位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、上記各検出位置でのＸ線強度からＸ線強度のピーク面積を演算するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、測定したＸ線強度から当該Ｘ線強度減衰量を演算するステップとを含み、上記演算したピーク面積と、上記ステップで演算した減衰量とから上記集合構造内多層ＣＮＴの配向性を解析する。
【００１３】
好ましくは、多層ＣＮＴのｃ面間隔に対応して、上記演算したピーク面積内のＸ線強度ピーク値からの半値幅を演算するステップを含み、上記ｃ面間隔に対する半値幅の対応関係から多層ＣＮＴの直線性を評価する。
【００１４】
なお、上記集合構造は、平面視円形に限定されず、入射Ｘ線が入射し、回折Ｘ線として出射するまでの集合構造内の平面視方向のＸ線通過面積が略一定であれば例えば部分円弧形状等でもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多層ＣＮＴの集合構造全体での構造評価をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はＸ線の回折現象を説明するための図である。
【図２】図２は多層ＣＮＴに対するＸ線の回折現象を説明するための図である。
【図３】図３は本発明の実施形態にかかる多層ＣＮＴ集合構造の評価方法の実施に用いる評価装置の平面構成を示す図である。
【図４】図４は図３の側面構成を示す図である。
【図５】図５は多層ＣＮＴのｃ面においてブラッグ条件を説明するための図である。
【図６】図６は多層ＣＮＴ集合構造を回転させつつ入射Ｘ線を照射した場合の透過Ｘ線と回折Ｘ線とを示す図である。
【図７】図７は多層ＣＮＴ集合構造からの出射Ｘ線の検出位置に対して該出射Ｘ線の強度波形を示す図である。
【図８】図８は多層ＣＮＴ集合構造に対して高さ方向に入射Ｘ線を走査する状態を示す図である。
【図９】図９は図８の入射Ｘ線の入射高さに対する出射Ｘ線の強度波形を示す図である。
【図１０】図１０は多層ＣＮＴ集合構造（サンプル１，２，３）のＳＥＭ写真を示す図である。
【図１１】図１１は図１０の各サンプル１，２，３に対して各Ｘ線検出位置における回折Ｘ線強度を示す図である。
【図１２】図１２は図１０の各サンプル１，２，３それぞれのｃ面間隔に対応した半値幅を示す図である。
【図１３】図１３は図１０の各サンプル１，２，３それぞれの高さ方向複数点におけるＸ線検出位置での回折Ｘ線強度を示す図である。
【図１４】図１４は図１０の各サンプル１，２，３それぞれの高さ方向複数点におけるｃ面間隔に対応した半値幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る多層ＣＮＴの集合構造に対する評価方法を説明する。本実施形態においては、上記集合構造の評価をＸ線の回折現象を利用するので、まず、図１を参照してＸ線の回折現象を説明する。Ｘ線は波長０．００１ｎｍから数１０ｎｍの電磁波である。Ｘ線は一般にＸ線管内でフィラメントから出る熱電子を高電圧で加速し、金属ターゲットに衝突させることで発生する。実施形態では金属ターゲットとして例えばＣｕを用いる。
【００１８】
この場合のＸ線波長は１．５４１８Åである。図１において、１ａ，１ｂ，１ｃは、Ｃｕを構成する原子２の配列線を示す。各線１ａ，１ｂ，１ｃの間隔をｄとし、かつ、入射Ｘ線３の入射角度をθとすると、入射Ｘ線３に対して回折Ｘ線４の光路差（Ａ−Ｏ−Ａ´）は２ｄ×ｓｉｎθとなる。上記光路差が、Ｘ線波長λの整数倍ｎであればブラッグ条件を満たし、原子２で散乱されたＸ線は互いに強め合って回折Ｘ線４となる。これを式で表すと、２ｄ×ｓｉｎθ＝ｎλである。
【００１９】
以上から入射したＸ線は出射するとき、入射Ｘ線と出射Ｘ線との間の光路差が上記ブラッグ条件を満たすと、回折Ｘ線４の強度が強くなる。
【００２０】
そして、このようなブラッグ条件に関して、図２を参照して多層ＣＮＴ７に対するＸ線の回折現象を説明する。図２で示す多層ＣＮＴ７は、その断面構成で模式的に示されている。この多層ＣＮＴ７は、複数のグラフェンシート７ａ，７ｂ，…が同軸管状となっていて、そのグラフェンシート面がｃ面となり、グラフェンシートのｃ面間隔が上記ブラッグ条件における間隔ｄに相当する。なお、グラフェンシートの詳細は周知なので説明を略する。
【００２１】
上記グラフェンシート面の接線９に対して所定の入射角度（θ±δφ）でＸ線５が入射すると共に、その入射したＸ線５はグラフェンシート面の接線９に対して所定の出射角度（θ±δφ）で回折して、回折Ｘ線８として出射する。このような回折においてブラッグ条件を満たしてＸ線回折を起こすことができる体積要素はわずかな角度（±δφ）内の結晶により与えられる。
【００２２】
図３ないし図５を参照して本発明の実施形態にかかる多層ＣＮＴ集合構造の評価方法の実施に用いる評価装置の構成を説明する。図３に評価装置におけるＸ線発生装置と多層ＣＮＴ集合構造の平面構成を示し、図４に同Ｘ線発生装置と多層ＣＮＴ集合構造の側面構成を示す。また、図５に多層ＣＮＴ集合構造内の多層ＣＮＴに対する入射Ｘ線と回折Ｘ線とを示す。Ｘ線発生装置は金属ターゲットが例えばＣｕのＸ線発生装置である。
【００２３】
多層ＣＮＴ１９の集合構造１４に対してＸ線入射側にスリット１０−１２が配置され、Ｘ線出射側にスリット１３が配置される。入射側スリット１０−１２のうち、スリット１０，１１は所定間隔を隔てて対向配置されたＸ線幅制限スリットであり、スリット１２は、両スリット１０，１１間に配置された散乱制限スリットである。これらスリット１０−１２は、入射Ｘ線１５を半径方向線幅Ｌ１に、高さ方向線幅をＬ２以下に制限する。線幅Ｌ１は、集合構造１４の直径Ｄ以下であり、線幅Ｌ２は、集合構造１４の基板１７上からの高さＨ以下である。ただし、上記線幅Ｌ１，Ｌ２は多層ＣＮＴの構造評価に関して本発明を限定するものではない。
【００２４】
多層ＣＮＴ集合構造１４は、複数の多層ＣＮＴ１９が密集集合してなるものであり、その平面視における側面の外形形状は円形形状となっている。ただし、多層ＣＮＴ集合構造１４は、平面視円形形状に限定されるものではない。すなわち、多層ＣＮＴ集合構造１４は、入射Ｘ線が入射し、回折Ｘ線として出射するまでの集合構造内の平面視方向のＸ線通
過面積が略一定であればその平面視形状は特に限定されない。
【００２５】
多層ＣＮＴ１９は基板１７上に触媒微粒子の作用で成長したものである。多層ＣＮＴ集合構造１４を配置した基板１７は、回転台１８上で図中の矢印Ａ方向に自転駆動されるようになっている。なお、多層ＣＮＴ集合構造１４を回転させることは多層ＣＮＴの評価の平均化を図るものであり、必ずしも、回転させることが多層ＣＮＴ集合構造の評価を行ううえで必須とはならない。
【００２６】
以上において、入射Ｘ線１５はスリット１０−１２により線幅Ｌ１，Ｌ２に制御されてから多層ＣＮＴ集合構造１４に一方側面１４ａから入射し、回折角度２θχで回折Ｘ線１６として他方側面１４ｂから出射する。
【００２７】
多層ＣＮＴ集合構造１４に入射したＸ線１５は当該集合構造１４を透過Ｘ線２０として透過したり、回折Ｘ線１６として回折したりして出射するＸ線の強度を測定できるようにＸ線検出器２１が配置されている。Ｘ線検出器２１は、多層ＣＮＴ集合構造１４の中心回りを図中矢印Ｂ方向に走査することができると共に各走査位置を検出位置としている。入射Ｘ線１５が回折せず透過Ｘ線２０（図６参照）として出射する際に、その出射方向におけるＸ線検出器２１の検出位置はＰ０で、また、入射Ｘ線１５が回折し、回折Ｘ線１６（図３−図６参照）として出射する際に、その出射方向におけるＸ線検出器２１の検出位置はＰ１で表している。
【００２８】
多数の多層ＣＮＴ１９が集合してなる多層ＣＮＴ集合構造１４全体に入射したＸ線１５の挙動と、単一の多層ＣＮＴ１９に入射したＸ線１５の挙動は同等と考えられ、図３では入射Ｘ線１５は回折して回折Ｘ線１６として集合構造１４全体から出射された状態で示され、図５では入射Ｘ線１５は回折して回折Ｘ線１６として単一の多層ＣＮＴ１９から出射された状態で示される。この場合、図５で示す多層ＣＮＴ１９は、集合構造１４を構成する個々の多層ＣＮＴであり、入射Ｘ線１５は、例えば、その最表層１９ａのグラフェンシート面と、最表層内側の内層１９ｂのグラフェンシート面とに入射する。そして、これら両グラフェンシート面での光路差により回折して回折Ｘ線１６として出射される。そして、これら個々の多層ＣＮＴ１９が集合構造１４として全体的に回折Ｘ線１６として出射する。
【００２９】
図６ないし図９を参照して実施形態の多層ＣＮＴ集合構造１４の評価方法を説明する。図６は、図３に対応するものであり、多層ＣＮＴ１９の集合構造１４は、基板１７上で多層ＣＮＴ１９が多数集合したものであり、その集合構造１４の外側面１４ａは平面視円形形状の一部分である円弧形状になっている。この多層ＣＮＴ集合構造１４の側面１４ａに入射Ｘ線１５が入射すると共に多層ＣＮＴ集合構造１４の上記円形形状の別部分の円弧形状をなす側面１４ｂ，１４ｃから出射する。この出射されたＸ線のうち、側面１４ｂから出射したＸ線は回折Ｘ線１６として、また、側面１４ｃから出射したＸ線は透過Ｘ線２０としてＸ線検出器２１の各検出位置で検出される。
【００３０】
図７に、回折Ｘ線１６の強度を縦軸に、また、Ｘ線検出器２１の検出位置２θχを横軸にとって、検出位置ごとの回折Ｘ線強度をラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３で示す。これらラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のうちＬ１は検出位置０−Ａ間でのＸ線強度を示し、Ｘ線強度がほぼ一定に変化するベースラインを構成する。Ｌ２は検出位置Ａ−Ｃ間においてＸ線強度がピーク状に変化するピークラインを構成する。Ｌ３は、検出位置Ｃ以降でＸ線強度がほぼ一定に変化するベースラインを構成する。
【００３１】
ピークラインＬ２領域では、検出位置Ａではピーク最小とし該検出位置ＡからＸ線強度がピークへ向けて強くなる方向に変化し、検出位置ＢでＸ線強度がピーク最大となり、検
出位置Ｂから検出位置Ｃへ向けてＸ線強度が弱くなる方向に変化し、検出位置Ｃでピーク最小となる。そして検出位置Ａ−Ｃ間でピークラインＬ２に対してピークがない場合には、Ｘ線強度はベースラインＬ１、Ｌ３と共にベースラインＬ４（破線ライン）を構成する。そして、検出位置Ａ−Ｃ間においてベースラインＬ４とピークラインＬ２とで囲む面積をピーク面積と定義することができる。ここでベースラインＬ４は、ベースラインＬ１の検出位置方向終端とベースラインＬ３の検出位置方向始端とを略直線で結ぶラインである。このピーク面積からは、集合構造１４における多層ＣＮＴ１９の配向性と集合密度とが判る。
【００３２】
図８で示すように、入射Ｘ線１５を多層ＣＮＴ集合構造１４の高さ方向ＺにおいてＺ１−Ｚ２の範囲で走査し、この走査において入射Ｘ線１５に対する、透過Ｘ線２０の強度を測定すると、図９における横軸が集合構造２２の高さ位置Ｚ、縦軸が透過Ｘ線２０の強度とする波形図から各高さ位置での透過Ｘ線２０の強度が判る。この場合、ΔＡで示す部分が透過Ｘ線２０の強度の減衰量となる。図８でＺ１、図９で−Ｚ１は、集合構造１４の最高位置、図８でＺ２、図９で−Ｚ２は集合構造１４の最低位置を示す。図９では多層ＣＮＴ集合構造１４の高さ位置−Ｚ１と−Ｚ２それぞれでの透過Ｘ線強度の差、すなわち、図９で示すΔＡは入射Ｘ線が集合構造１４に入射してから出射Ｘ線として出射するまでの当該Ｘ線強度に対して、入射Ｘ線の入射高さでのＸ線強度減衰量を表している。このＸ線強度減衰量は多層ＣＮＴ集合構造１４の多層ＣＮＴ１９の高さ方向における集合密度を示す。
【００３３】
具体的には、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ１より高いときの透過Ｘ線強度を示すラインをベースラインＬ５とし、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ１ないし−Ｚ２の範囲のときの透過Ｘ線強度を示すラインを減衰量ラインＬ６とし、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ２より低いときの透過Ｘ線強度を示すラインをベースラインＬ７とした場合、Ｘ線強度減衰量は、ベースラインＬ５のＸ線強度と減衰量ラインＬ６のＸ線強度との差である。
【００３４】
したがって、これら図７のピーク面積と図９のＸ線強度減衰量とからピーク面積／減衰量の式を演算することで、多層ＣＮＴ集合構造１４を構成する多層ＣＮＴ１９の配向性が判る。これはピーク面積は多層ＣＮＴ１９の配向性と密度、減衰量は密度の情報を示すので、上記式から配向性が判る。
【００３５】
次に、図１０、図１１、および図１２を参照して多層ＣＮＴ集合構造１４を構成する多層ＣＮＴ１９の直線性を説明する。
【００３６】
図１０には多層ＣＮＴ集合構造においてそれを構成する多層ＣＮＴそれぞれの直線性が相違する３つのサンプル１，２，３に対してその高さ方向中央部分における同倍率ＳＥＭ写真を示す。ＳＥＭ写真から明らかであるように、３つのサンプル１，２，３のうちサンプル１における多層ＣＮＴの直線性が最も低く、サンプル２における多層ＣＮＴは直線性が中程度であり、サンプル３における多層ＣＮＴは直線性が最も高いことが明らかである。
【００３７】
図１１には各サンプル１，２，３それぞれに対して各検出位置における回折Ｘ線強度の波形（図７に対応する波形）を示す。ただし、図解のため、図１１で縦軸方向は回折Ｘ線強度を示すが、各サンプル１，２，３の回折Ｘ線強度を示すのではないから、縦軸の表記を省略している。図１１で示すように、各サンプル１，２，３それぞれの回折Ｘ線のピーク位置およびピーク高さ、ピーク波形形状、等が相違している。直線性が低いサンプルよりも直線性が最も高いサンプルでその回折Ｘ線強度のピークが明瞭に現れていることが判り、このことから、多層ＣＮＴ集合構造の構造評価を行うことができる。すなわち、サンプル１では回折Ｘ線強度の振幅が検出位置変化に対して大きく変化し、ピークが不明瞭で
ある。また、サンプル２では回折Ｘ線強度の振幅が各検出位置に対してサンプル１よりも小さく変化し、ピークが比較的明瞭に現れている。そして、サンプル３では回折Ｘ線強度の振幅が各検出位置変化に対して最も小さく変化し、かつ、特定の検出位置でのピーク高さがきわめて明瞭に現れている。このことから、上記回折Ｘ線強度波形からでも相対的にサンプル内の多層ＣＮＴの直線性を評価することができる。
【００３８】
図１２に、図１１で示す回折Ｘ線強度波形において、ピーク面積を構成するピーク波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対する各サンプル１，２，３それぞれの半値幅（ｄ００２ＦＷＨＭ）を示す。図１２で示すように、サンプル１，２，３のうち、直線性が低いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅とが共に大きく、直線性が中のサンプル２ではｃ面間隔と半値幅とが共に中であり、直線性が高いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅とが共に小さい。このことから、多層ＣＮＴ集合構造における多層ＣＮＴの直線性を判定評価することができる。
【００３９】
図１０ないし図１２はサンプル１，２，３の多層ＣＮＴ集合構造それぞれの高さ方向中央検出位置でのＸ線強度波形から、ｃ面間隔と半値幅の関係を求め、多層ＣＮＴ集合構造高さ方向中央部分での直線性の評価をしたものであり、多層ＣＮＴ集合構造高さ方向全体ではない。そこで、図１３、図１４を参照して多層ＣＮＴ集合構造高さ方向全体での直線性評価を説明する。
【００４０】
図１３に、サンプル１，２，３の多層ＣＮＴ集合構造それぞれの高さ方向複数検出位置でのＸ線強度波形を示す。サンプル１，２，３それぞれの各検出位置でのＸ線強度波形は図解のため高さ方向離して示している。
【００４１】
サンプル１の場合、その高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが低い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが低い多層ＣＮＴ集合構造は直線性が低い多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４２】
サンプル２の場合、高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さはサンプル１より高い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが中程度の多層ＣＮＴ集合構造は、直線性が中程度の多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４３】
サンプル３の場合、高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さは最も高い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが高い多層ＣＮＴ集合構造は、直線性が高い多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４４】
図１４に、図１３で示すサンプル１，２，３それぞれのＸ線強度波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対するサンプル１，２，３それぞれの半値幅を示す。各サンプル１，２，３それぞれでは高さ方向複数の検出に対応して四角形（□）、三角形（△）、円形（○）で示す。図１４で示すように直線性が低いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅それぞれの値が共に大きい領域に集中し、直線性が中程度のサンプル２ではｃ面間隔と半値幅それぞれの値が共に中の領域に集中し、直線性が高いサンプル３ではｃ面間隔と半値幅とが共に小さい領域に集中している。
【００４５】
このことからＸ線強度波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対する半値幅の関係から多層ＣＮＴ集合構造における多層ＣＮＴの直線性を判定評価することができる。
【００４６】
特に、図１３、図１４は多層ＣＮＴ集合構造を構成する多層ＣＮＴを高さ方向にその直線性を評価することができるものであり、微小区間での直線性の評価ではなく、多層ＣＮＴ集合構造全体での直線性を評価することができるようになる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側面回りにＸ線検出器を走査し、各走査位置でのＸ線検出器出力から上記集合構造側面回りに出射される回折Ｘ線の強度を測定すると共に、上記測定した回折Ｘ線の強度からピーク面積を演算するステップとを含み、この演算したピーク面積から、多層ＣＮＴの配向性および集合密度に関する情報を得ることができる。
【００４８】
また、上記入射Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置でのＸ線検出器出力から上記集合構造を透過する透過Ｘ線の強度を測定すると共に、上記測定した透過Ｘ線の強度から減衰量を演算するステップを含む場合は、上記演算したピーク面積と減衰量とから上記集合構造の配向性を解析することができる。
【００４９】
さらに、ピーク面積を構成する回折Ｘ線強度波形ラインにおけるグラフェンシートのｃ面間隔とピーク面積半値幅とを演算するステップを含む場合は、そのｃ面間隔とピーク面積半値幅から多層ＣＮＴ集合構造内の多層ＣＮＴの直線性を評価することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０−１３ スリット
１４ 多層ＣＮＴ集合構造
１５ 入射Ｘ線
１６ 回折Ｘ線
１７ 基板
１８ 回転台
１９ 多層ＣＮＴ
２０ 透過Ｘ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のグラフェンシートの２層以上からなる多層カーボンナノチューブ（以下、多層ＣＮＴと称する）の集合構造に対する評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層ＣＮＴは、２層以上の円筒状グラフェンシートが同軸管状になって構成されるものである。グラフェンシートは、炭素によって作られる六員環ネットワーク（六角網目状ネットワーク）であり、このような構造を有する多層ＣＮＴは、周知されるように、電子放出能と耐久性に優れ、大画面フィールドエミッションディスプレイ用の電子放出材料等に有用視され、また、多層ＣＮＴは耐食性が高いため、燃料電池の触媒電極層等の耐食性が要求される用途にも適するなど、各種用途が期待される物質である。
【０００３】
そして、多層ＣＮＴを基板上に成長させる製造方法としてＣＶＤ法における基板法がある。この基板法では、基板上に触媒膜を成膜し、熱処理して触媒膜を複数の触媒微粒子からなる触媒構造とすると共に、この触媒構造上の触媒微粒子にカーボンを含むガスを作用させて触媒微粒子を成長起点として多層ＣＮＴを成長させるようになっている。
【０００４】
上記触媒構造を用いて多層ＣＮＴを製造した場合には、その断面構造は、個々の多層ＣＮＴが複雑に絡み合い、ランダム配向の構造や、螺旋や波状を描いたような曲線状の多層ＣＮＴの集合構造からなっている。
【０００５】
このような集合構造となるのは、個々の多層ＣＮＴがチューブ直径の不均一性、全体が曲線形状をなしていることにその原因が存在すると考えられる。
【０００６】
近年では、そうした螺旋や波状を描いたような曲線状の多層ＣＮＴの集合体ではなく、直径の均一性、全体的な直線性を有し、その配向、密集した構造をそのまま応用したり、あるいは多層ＣＮＴをほぐして容易に使用できるような、絡み合いが少ない集合構造が要求されてきている。
【０００７】
そこで本発明者らは、チューブ直径が全体的に均一でかつ直線性を有して個々の多層ＣＮＴが絡み合うことが少ない多層ＣＮＴ集合体を開発するべく鋭意研究を重ね、特開２００８−１２０６５８に開示されているような多層ＣＮＴの集合構造を開発できるに至った。
【０００８】
このような開発にかかる多層ＣＮＴの集合構造に対し、それを構成する多層ＣＮＴ個々の直径均一性、曲線性、直線性等の評価は、微小区間での評価でしかなく、集合構造全体での構造評価はできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１２０６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明により解決すべき課題は、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴからなる集合構造に対して微小区間での評価ではなく、集合構造全体に対する評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側面回りの複数の検出位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、上記各検出位置でのＸ線強度からＸ線強度のピーク面積を演算するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、測定したＸ線強度から当該Ｘ線強度減衰量を演算するステップとを含み、上記演算したピーク面積と、上記ステップで演算した減衰量とから上記集合構造内多層ＣＮＴの配向性を解析する。
【００１３】
好ましくは、多層ＣＮＴのｃ面間隔に対応して、上記演算したピーク面積内のＸ線強度ピーク値からの半値幅を演算するステップを含み、上記ｃ面間隔に対する半値幅の対応関係から多層ＣＮＴの直線性を評価する。
【００１４】
なお、上記集合構造は、平面視円形に限定されず、入射Ｘ線が入射し、回折Ｘ線として出射するまでの集合構造内の平面視方向のＸ線通過面積が略一定であれば例えば部分円弧形状等でもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多層ＣＮＴの集合構造全体での構造評価をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はＸ線の回折現象を説明するための図である。
【図２】図２は多層ＣＮＴに対するＸ線の回折現象を説明するための図である。
【図３】図３は本発明の実施形態にかかる多層ＣＮＴ集合構造の評価方法の実施に用いる評価装置の平面構成を示す図である。
【図４】図４は図３の側面構成を示す図である。
【図５】図５は多層ＣＮＴのｃ面においてブラッグ条件を説明するための図である。
【図６】図６は多層ＣＮＴ集合構造を回転させつつ入射Ｘ線を照射した場合の透過Ｘ線と回折Ｘ線とを示す図である。
【図７】図７は多層ＣＮＴ集合構造からの出射Ｘ線の検出位置に対して該出射Ｘ線の強度波形を示す図である。
【図８】図８は多層ＣＮＴ集合構造に対して高さ方向に入射Ｘ線を走査する状態を示す図である。
【図９】図９は図８の入射Ｘ線の入射高さに対する出射Ｘ線の強度波形を示す図である。
【図１０】図１０は多層ＣＮＴ集合構造（サンプル１，２，３）のＳＥＭ写真を示す図である。
【図１１】図１１は図１０の各サンプル１，２，３に対して各Ｘ線検出位置における回折Ｘ線強度を示す図である。
【図１２】図１２は図１０の各サンプル１，２，３それぞれのｃ面間隔に対応した半値幅を示す図である。
【図１３】図１３は図１０の各サンプル１，２，３それぞれの高さ方向複数点におけるＸ線検出位置での回折Ｘ線強度を示す図である。
【図１４】図１４は図１０の各サンプル１，２，３それぞれの高さ方向複数点におけるｃ面間隔に対応した半値幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る多層ＣＮＴの集合構造に対する評価方法を説明する。本実施形態においては、上記集合構造の評価をＸ線の回折現象を利用するので、まず、図１を参照してＸ線の回折現象を説明する。Ｘ線は波長０．００１ｎｍから数１０ｎｍの電磁波である。Ｘ線は一般にＸ線管内でフィラメントから出る熱電子を高電圧で加速し、金属ターゲットに衝突させることで発生する。実施形態では金属ターゲットとして例えばＣｕを用いる。
【００１８】
この場合のＸ線波長は１．５４１８Åである。図１において、１ａ，１ｂ，１ｃは、Ｃｕを構成する原子２の配列線を示す。各線１ａ，１ｂ，１ｃの間隔をｄとし、かつ、入射Ｘ線３の入射角度をθとすると、入射Ｘ線３に対して回折Ｘ線４の光路差（Ａ−Ｏ−Ａ´）は２ｄ×ｓｉｎθとなる。上記光路差が、Ｘ線波長λの整数倍ｎであればブラッグ条件を満たし、原子２で散乱されたＸ線は互いに強め合って回折Ｘ線４となる。これを式で表すと、２ｄ×ｓｉｎθ＝ｎλである。
【００１９】
以上から入射したＸ線は出射するとき、入射Ｘ線と出射Ｘ線との間の光路差が上記ブラッグ条件を満たすと、回折Ｘ線４の強度が強くなる。
【００２０】
そして、このようなブラッグ条件に関して、図２を参照して多層ＣＮＴ７に対するＸ線の回折現象を説明する。図２で示す多層ＣＮＴ７は、その断面構成で模式的に示されている。この多層ＣＮＴ７は、複数のグラフェンシート７ａ，７ｂ，…が同軸管状となっていて、そのグラフェンシート面がｃ面となり、グラフェンシートのｃ面間隔が上記ブラッグ条件における間隔ｄに相当する。なお、グラフェンシートの詳細は周知なので説明を略する。
【００２１】
上記グラフェンシート面の接線９に対して所定の入射角度（θ±δφ）でＸ線５が入射すると共に、その入射したＸ線５はグラフェンシート面の接線９に対して所定の出射角度（θ±δφ）で回折して、回折Ｘ線８として出射する。このような回折においてブラッグ条件を満たしてＸ線回折を起こすことができる体積要素はわずかな角度（±δφ）内の結晶により与えられる。
【００２２】
図３ないし図５を参照して本発明の実施形態にかかる多層ＣＮＴ集合構造の評価方法の実施に用いる評価装置の構成を説明する。図３に評価装置におけるＸ線発生装置と多層ＣＮＴ集合構造の平面構成を示し、図４に同Ｘ線発生装置と多層ＣＮＴ集合構造の側面構成を示す。また、図５に多層ＣＮＴ集合構造内の多層ＣＮＴに対する入射Ｘ線と回折Ｘ線とを示す。Ｘ線発生装置は金属ターゲットが例えばＣｕのＸ線発生装置である。
【００２３】
多層ＣＮＴ１９の集合構造１４に対してＸ線入射側にスリット１０−１２が配置され、Ｘ線出射側にスリット１３が配置される。入射側スリット１０−１２のうち、スリット１０，１１は所定間隔を隔てて対向配置されたＸ線幅制限スリットであり、スリット１２は、両スリット１０，１１間に配置された散乱制限スリットである。これらスリット１０−１２は、入射Ｘ線１５を半径方向線幅Ｌ１に、高さ方向線幅をＬ２以下に制限する。線幅Ｌ１は、集合構造１４の直径Ｄ以下であり、線幅Ｌ２は、集合構造１４の基板１７上からの高さＨ以下である。ただし、上記線幅Ｌ１，Ｌ２は多層ＣＮＴの構造評価に関して本発明を限定するものではない。
【００２４】
多層ＣＮＴ集合構造１４は、複数の多層ＣＮＴ１９が密集集合してなるものであり、その平面視における側面の外形形状は円形形状となっている。ただし、多層ＣＮＴ集合構造１４は、平面視円形形状に限定されるものではない。すなわち、多層ＣＮＴ集合構造１４は、入射Ｘ線が入射し、回折Ｘ線として出射するまでの集合構造内の平面視方向のＸ線通
過面積が略一定であればその平面視形状は特に限定されない。
【００２５】
多層ＣＮＴ１９は基板１７上に触媒微粒子の作用で成長したものである。多層ＣＮＴ集合構造１４を配置した基板１７は、回転台１８上で図中の矢印Ａ方向に自転駆動されるようになっている。なお、多層ＣＮＴ集合構造１４を回転させることは多層ＣＮＴの評価の平均化を図るものであり、必ずしも、回転させることが多層ＣＮＴ集合構造の評価を行ううえで必須とはならない。
【００２６】
以上において、入射Ｘ線１５はスリット１０−１２により線幅Ｌ１，Ｌ２に制御されてから多層ＣＮＴ集合構造１４に一方側面１４ａから入射し、回折角度２θχで回折Ｘ線１６として他方側面１４ｂから出射する。
【００２７】
多層ＣＮＴ集合構造１４に入射したＸ線１５は当該集合構造１４を透過Ｘ線２０として透過したり、回折Ｘ線１６として回折したりして出射するＸ線の強度を測定できるようにＸ線検出器２１が配置されている。Ｘ線検出器２１は、多層ＣＮＴ集合構造１４の中心回りを図中矢印Ｂ方向に走査することができると共に各走査位置を検出位置としている。入射Ｘ線１５が回折せず透過Ｘ線２０（図６参照）として出射する際に、その出射方向におけるＸ線検出器２１の検出位置はＰ０で、また、入射Ｘ線１５が回折し、回折Ｘ線１６（図３−図６参照）として出射する際に、その出射方向におけるＸ線検出器２１の検出位置はＰ１で表している。
【００２８】
多数の多層ＣＮＴ１９が集合してなる多層ＣＮＴ集合構造１４全体に入射したＸ線１５の挙動と、単一の多層ＣＮＴ１９に入射したＸ線１５の挙動は同等と考えられ、図３では入射Ｘ線１５は回折して回折Ｘ線１６として集合構造１４全体から出射された状態で示され、図５では入射Ｘ線１５は回折して回折Ｘ線１６として単一の多層ＣＮＴ１９から出射された状態で示される。この場合、図５で示す多層ＣＮＴ１９は、集合構造１４を構成する個々の多層ＣＮＴであり、入射Ｘ線１５は、例えば、その最表層１９ａのグラフェンシート面と、最表層内側の内層１９ｂのグラフェンシート面とに入射する。そして、これら両グラフェンシート面での光路差により回折して回折Ｘ線１６として出射される。そして、これら個々の多層ＣＮＴ１９が集合構造１４として全体的に回折Ｘ線１６として出射する。
【００２９】
図６ないし図９を参照して実施形態の多層ＣＮＴ集合構造１４の評価方法を説明する。図６は、図３に対応するものであり、多層ＣＮＴ１９の集合構造１４は、基板１７上で多層ＣＮＴ１９が多数集合したものであり、その集合構造１４の外側面１４ａは平面視円形形状の一部分である円弧形状になっている。この多層ＣＮＴ集合構造１４の側面１４ａに入射Ｘ線１５が入射すると共に多層ＣＮＴ集合構造１４の上記円形形状の別部分の円弧形状をなす側面１４ｂ，１４ｃから出射する。この出射されたＸ線のうち、側面１４ｂから出射したＸ線は回折Ｘ線１６として、また、側面１４ｃから出射したＸ線は透過Ｘ線２０としてＸ線検出器２１の各検出位置で検出される。
【００３０】
図７に、回折Ｘ線１６の強度を縦軸に、また、Ｘ線検出器２１の検出位置２θχを横軸にとって、検出位置ごとの回折Ｘ線強度をラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３で示す。これらラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のうちＬ１は検出位置０−Ａ間でのＸ線強度を示し、Ｘ線強度がほぼ一定に変化するベースラインを構成する。Ｌ２は検出位置Ａ−Ｃ間においてＸ線強度がピーク状に変化するピークラインを構成する。Ｌ３は、検出位置Ｃ以降でＸ線強度がほぼ一定に変化するベースラインを構成する。
【００３１】
ピークラインＬ２領域では、検出位置Ａではピーク最小とし該検出位置ＡからＸ線強度がピークへ向けて強くなる方向に変化し、検出位置ＢでＸ線強度がピーク最大となり、検
出位置Ｂから検出位置Ｃへ向けてＸ線強度が弱くなる方向に変化し、検出位置Ｃでピーク最小となる。そして検出位置Ａ−Ｃ間でピークラインＬ２に対してピークがない場合には、Ｘ線強度はベースラインＬ１、Ｌ３と共にベースラインＬ４（破線ライン）を構成する。そして、検出位置Ａ−Ｃ間においてベースラインＬ４とピークラインＬ２とで囲む面積をピーク面積と定義することができる。ここでベースラインＬ４は、ベースラインＬ１の検出位置方向終端とベースラインＬ３の検出位置方向始端とを略直線で結ぶラインである。このピーク面積からは、集合構造１４における多層ＣＮＴ１９の配向性と集合密度とが判る。
【００３２】
図８で示すように、入射Ｘ線１５を多層ＣＮＴ集合構造１４の高さ方向ＺにおいてＺ１−Ｚ２の範囲で走査し、この走査において入射Ｘ線１５に対する、透過Ｘ線２０の強度を測定すると、図９における横軸が集合構造２２の高さ位置Ｚ、縦軸が透過Ｘ線２０の強度とする波形図から各高さ位置での透過Ｘ線２０の強度が判る。この場合、ΔＡで示す部分が透過Ｘ線２０の強度の減衰量となる。図８でＺ１、図９で−Ｚ１は、集合構造１４の最高位置、図８でＺ２、図９で−Ｚ２は集合構造１４の最低位置を示す。図９では多層ＣＮＴ集合構造１４の高さ位置−Ｚ１と−Ｚ２それぞれでの透過Ｘ線強度の差、すなわち、図９で示すΔＡは入射Ｘ線が集合構造１４に入射してから出射Ｘ線として出射するまでの当該Ｘ線強度に対して、入射Ｘ線の入射高さでのＸ線強度減衰量を表している。このＸ線強度減衰量は多層ＣＮＴ集合構造１４の多層ＣＮＴ１９の高さ方向における集合密度を示す。
【００３３】
具体的には、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ１より高いときの透過Ｘ線強度を示すラインをベースラインＬ５とし、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ１ないし−Ｚ２の範囲のときの透過Ｘ線強度を示すラインを減衰量ラインＬ６とし、入射Ｘ線の入射高さが−Ｚ２より低いときの透過Ｘ線強度を示すラインをベースラインＬ７とした場合、Ｘ線強度減衰量は、ベースラインＬ５のＸ線強度と減衰量ラインＬ６のＸ線強度との差である。
【００３４】
したがって、これら図７のピーク面積と図９のＸ線強度減衰量とからピーク面積／減衰量の式を演算することで、多層ＣＮＴ集合構造１４を構成する多層ＣＮＴ１９の配向性が判る。これはピーク面積は多層ＣＮＴ１９の配向性と密度、減衰量は密度の情報を示すので、上記式から配向性が判る。
【００３５】
次に、図１０、図１１、および図１２を参照して多層ＣＮＴ集合構造１４を構成する多層ＣＮＴ１９の直線性を説明する。
【００３６】
図１０には多層ＣＮＴ集合構造においてそれを構成する多層ＣＮＴそれぞれの直線性が相違する３つのサンプル１，２，３に対してその高さ方向中央部分における同倍率ＳＥＭ写真を示す。ＳＥＭ写真から明らかであるように、３つのサンプル１，２，３のうちサンプル１における多層ＣＮＴの直線性が最も低く、サンプル２における多層ＣＮＴは直線性が中程度であり、サンプル３における多層ＣＮＴは直線性が最も高いことが明らかである。
【００３７】
図１１には各サンプル１，２，３それぞれに対して各検出位置における回折Ｘ線強度の波形（図７に対応する波形）を示す。ただし、図解のため、図１１で縦軸方向は回折Ｘ線強度を示すが、各サンプル１，２，３の回折Ｘ線強度を示すのではないから、縦軸の表記を省略している。図１１で示すように、各サンプル１，２，３それぞれの回折Ｘ線のピーク位置およびピーク高さ、ピーク波形形状、等が相違している。直線性が低いサンプルよりも直線性が最も高いサンプルでその回折Ｘ線強度のピークが明瞭に現れていることが判り、このことから、多層ＣＮＴ集合構造の構造評価を行うことができる。すなわち、サンプル１では回折Ｘ線強度の振幅が検出位置変化に対して大きく変化し、ピークが不明瞭で
ある。また、サンプル２では回折Ｘ線強度の振幅が各検出位置に対してサンプル１よりも小さく変化し、ピークが比較的明瞭に現れている。そして、サンプル３では回折Ｘ線強度の振幅が各検出位置変化に対して最も小さく変化し、かつ、特定の検出位置でのピーク高さがきわめて明瞭に現れている。このことから、上記回折Ｘ線強度波形からでも相対的にサンプル内の多層ＣＮＴの直線性を評価することができる。
【００３８】
図１２に、図１１で示す回折Ｘ線強度波形において、ピーク面積を構成するピーク波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対する各サンプル１，２，３それぞれの半値幅（ｄ００２ＦＷＨＭ）を示す。図１２で示すように、サンプル１，２，３のうち、直線性が低いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅とが共に大きく、直線性が中のサンプル２ではｃ面間隔と半値幅とが共に中であり、直線性が高いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅とが共に小さい。このことから、多層ＣＮＴ集合構造における多層ＣＮＴの直線性を判定評価することができる。
【００３９】
図１０ないし図１２はサンプル１，２，３の多層ＣＮＴ集合構造それぞれの高さ方向中央検出位置でのＸ線強度波形から、ｃ面間隔と半値幅の関係を求め、多層ＣＮＴ集合構造高さ方向中央部分での直線性の評価をしたものであり、多層ＣＮＴ集合構造高さ方向全体ではない。そこで、図１３、図１４を参照して多層ＣＮＴ集合構造高さ方向全体での直線性評価を説明する。
【００４０】
図１３に、サンプル１，２，３の多層ＣＮＴ集合構造それぞれの高さ方向複数検出位置でのＸ線強度波形を示す。サンプル１，２，３それぞれの各検出位置でのＸ線強度波形は図解のため高さ方向離して示している。
【００４１】
サンプル１の場合、その高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが低い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが低い多層ＣＮＴ集合構造は直線性が低い多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４２】
サンプル２の場合、高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さはサンプル１より高い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが中程度の多層ＣＮＴ集合構造は、直線性が中程度の多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４３】
サンプル３の場合、高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さは最も高い。このことから高さ方向複数位置でのＸ線強度におけるピーク高さが高い多層ＣＮＴ集合構造は、直線性が高い多層ＣＮＴが集合した構造であることが判る。
【００４４】
図１４に、図１３で示すサンプル１，２，３それぞれのＸ線強度波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対するサンプル１，２，３それぞれの半値幅を示す。各サンプル１，２，３それぞれでは高さ方向複数の検出に対応して四角形（□）、三角形（△）、円形（○）で示す。図１４で示すように直線性が低いサンプル１ではｃ面間隔と半値幅それぞれの値が共に大きい領域に集中し、直線性が中程度のサンプル２ではｃ面間隔と半値幅それぞれの値が共に中の領域に集中し、直線性が高いサンプル３ではｃ面間隔と半値幅とが共に小さい領域に集中している。
【００４５】
このことからＸ線強度波形において、ｃ面間隔（ｄ００２）に対する半値幅の関係から多層ＣＮＴ集合構造における多層ＣＮＴの直線性を判定評価することができる。
【００４６】
特に、図１３、図１４は多層ＣＮＴ集合構造を構成する多層ＣＮＴを高さ方向にその直線性を評価することができるものであり、微小区間での直線性の評価ではなく、多層ＣＮＴ集合構造全体での直線性を評価することができるようになる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、基板上に触媒微粒子の作用で成長した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側面回りにＸ線検出器を走査し、各走査位置でのＸ線検出器出力から上記集合構造側面回りに出射される回折Ｘ線の強度を測定すると共に、上記測定した回折Ｘ線の強度からピーク面積を演算するステップとを含み、この演算したピーク面積から、多層ＣＮＴの配向性および集合密度に関する情報を得ることができる。
【００４８】
また、上記入射Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置でのＸ線検出器出力から上記集合構造を透過する透過Ｘ線の強度を測定すると共に、上記測定した透過Ｘ線の強度から減衰量を演算するステップを含む場合は、上記演算したピーク面積と減衰量とから上記集合構造の配向性を解析することができる。
【００４９】
さらに、ピーク面積を構成する回折Ｘ線強度波形ラインにおけるグラフェンシートのｃ面間隔とピーク面積半値幅とを演算するステップを含む場合は、そのｃ面間隔とピーク面積半値幅から多層ＣＮＴ集合構造内の多層ＣＮＴの直線性を評価することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０−１３ スリット
１４ 多層ＣＮＴ集合構造
１５ 入射Ｘ線
１６ 回折Ｘ線
１７ 基板
１８ 回転台
１９ 多層ＣＮＴ
２０ 透過Ｘ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、
上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側の複数の検出位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、上記各検出位置でのＸ線強度からＸ線強度のピーク面積を演算するステップと、を含むことを特徴とする多層ＣＮＴ集合構造の評価方法。
【請求項２】
Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、測定したＸ線強度から当該Ｘ線強度減衰量を演算するステップとを含み、請求項１で演算したピーク面積と、上記ステップで演算した減衰量とから上記集合構造内多層ＣＮＴの配向性を解析する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多層ＣＮＴのｃ面間隔に対応して、請求項１で演算したピーク面積内のＸ線強度ピーク値からの半値幅を演算するステップを含み、上記ｃ面間隔に対する半値幅の対応関係から多層ＣＮＴの直線性を評価する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１】
基板上に配置した複数の多層ＣＮＴの集合構造を評価する方法であって、
上記集合構造の任意側面にＸ線を入射するステップと、上記集合構造の別側の複数の検出位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、上記各検出位置でのＸ線強度からＸ線強度のピーク面積を演算するステップと、を含むことを特徴とする多層ＣＮＴ集合構造の評価方法。
【請求項２】
Ｘ線を集合構造の高さ方向に走査し、各走査位置で当該集合構造から出射されるＸ線強度を測定するステップと、測定したＸ線強度から当該Ｘ線強度減衰量を演算するステップとを含み、請求項１で演算したピーク面積と、上記ステップで演算した減衰量とから上記集合構造内多層ＣＮＴの配向性を解析する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多層ＣＮＴのｃ面間隔に対応して、請求項１で演算したピーク面積内のＸ線強度ピーク値からの半値幅を演算するステップを含み、上記ｃ面間隔に対する半値幅の対応関係から多層ＣＮＴの直線性を評価する、請求項１または２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１５１１９（Ｐ２０１１−２１５１１９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９４１０２（Ｐ２０１０−９４１０２）
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月３日 社団法人 応用物理学会発行の「２０１０年春季 ＜第５７回＞応用物理学関係連合講演会 ［講演予稿集］（ＤＶＤ）」に発表
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【出願人】（５０９０９３０２６）公立大学法人高知工科大学 (95)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年３月３日 社団法人 応用物理学会発行の「２０１０年春季 ＜第５７回＞応用物理学関係連合講演会 ［講演予稿集］（ＤＶＤ）」に発表
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【出願人】（５０９０９３０２６）公立大学法人高知工科大学 (95)
【Ｆターム（参考）】
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