カーボン・ナノチューブ（CNT）はアーク放電法で合成できる。これは、炭素を気化させ、再凝縮させてナノチューブを形成する高温プロセスを伴う。
カーボンナノチューブ合成のためのアーク放電法における4つの主要ステップ
1.セットアップと条件
アーク放電のセットアップは、通常、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスで満たされたチャンバー内に、2つのグラファイト電極が対向して配置される。
反応環境の純度を確保するため、チャンバーは低圧に排気されている。
電極間にアークを発生させるために直流（DC）電源が使用される。
陰極は通常、高純度グラファイトの棒であり、陽極はCNTの成長を促進するため、鉄、ニッケル、コバルトなどの触媒金属を含む特別に調製された棒である。
2.アークの形成と気化
アークが発生すると、陽極の先端で4000Kを超える温度が発生する。
この極端な熱によって陽極の炭素が気化し、炭素原子とイオンのプラズマが形成される。
陽極に触媒金属が存在すると、気化した炭素からCNTの成長の核となる。
3.CNTの凝縮と成長
炭素プラズマが冷却されると、CNTを含む様々な形態の炭素に凝縮する。
触媒粒子は、CNTの構造と配列を決定する上で重要な役割を果たす。
CNTはこれらの触媒粒子から成長し、アークの軸に沿って整列する。
成長は、温度、圧力、触媒の存在に影響される。
4.回収と特性評価
プロセス終了後、チャンバーは冷却され、チャンバー壁とカソード堆積物からCNTが回収される。
合成されたCNTは、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）、ラマン分光法などの様々な技術を用いて特性評価され、構造、純度、品質が決定される。
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