要約：化学気相成長法（CVD）によるカーボンナノチューブ（CNT）合成の触媒として一般的に使用される金属は、銅（Cu）とニッケル（Ni）である。これらの金属は、CNTの成長を促進する性質とメカニズムが異なるために選ばれている。
説明
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銅（Cu）:銅は炭素溶解度が低いため、CVDの触媒として使用される。この特性は、グラフェンやCNTが高温で銅表面に直接形成される表面成長メカニズムにつながる。高温は炭化水素前駆体を分解するのに必要で、それが銅表面に堆積してナノチューブを形成する。このメカニズムは、成長場所を正確に制御でき、高品質の単層グラフェンや CNT が得られるという点で有利である。
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ニッケル（Ni）:一方、ニッケルは炭素溶解度が高い。この特性により、表面偏析／析出と呼ばれる異なる成長メカニズムが生じる。このプロセスでは、炭素原子が高温でニッケル箔のバルクに拡散する。冷却過程で炭素がニッケルから分離・析出し、金属表面にグラフェンシートやCNTが形成される。このメカニズムは多層構造の形成につながり、より厚い、あるいはより強固な構造が望まれる場合によく用いられる。
銅とニッケルはいずれも、炭化水素前駆体の分解と、それに続く炭素構造の成長を促進する能力があるため、CNT合成に効果的な触媒である。これらの金属のどちらを選択するかは、CNTの望ましい厚さ、品質、均一性など、用途の具体的な要件によって決まることが多い。
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