カーボンナノチューブ（CNT）の成長メカニズムには、主に触媒化学気相成長法（CVD）が用いられる。このプロセスでは、金属触媒を利用して基板での前駆体ガスの反応を促進し、他の方法よりも低温でCNTを成長させることができる。このメカニズムの重要な要素には、触媒の選択、前駆体ガスの選択、温度や圧力などのプロセスパラメーターの制御が含まれる。
触媒の選択
触媒は、CNTの核生成と成長において重要な役割を果たす。一般的に使用される触媒には、鉄、コバルト、ニッケルなどの金属があり、炭素含有ガスを解離させ、炭素原子が核生成してナノチューブに成長するための表面を提供する能力がある。触媒の選択は、CNTの直径、カイラリティ、品質に影響する。前駆体ガス：
典型的にはメタン、エチレン、アセチレンなどの炭化水素である前駆体ガスは、CNT成長のための炭素源を供給する。ガスは反応室に導入され、そこで触媒粒子と相互作用する。触媒表面での前駆体ガスの分解により炭素原子が放出され、CNTが形成される。
プロセスパラメーター
CNTの合成を成功させるためには、プロセスパラメーターの制御が不可欠である。温度は、触媒の活性と前駆体ガスの分解速度に影響するため、非常に重要な要素である。圧力とガス流量も、CNTの成長速度と品質を決定する上で重要な役割を果たす。最適な条件は、使用する触媒と前駆体ガスによって異なる。
成長速度と品質
