专利名称：含富勒烯结构体及其制造方法
技术领域：
本发明是关于在非晶质碳基体材料内形成富勒烯的含富勒烯结构体及其制造方法。
背景技术：
以C60代表的富勒烯是由分子间力结合、保持高对称性的足球型分子。分子中的所有碳原子是等价的、相互间形成共价键、非常稳定的晶体。C60等富勒烯，在结晶构造上可以看作采取面心立方晶格结构，显示塑性形变能与加工硬化性等金属的力学特性。基于这样的特性，富勒烯作为新的碳系材料正期待向各种用途的应用。进而，基于富勒烯自身的特性，也正研究在超导材料、催化材料、润滑剂材料、生物材料、非线性光学材料等方面的应用。
以往，C60等富勒烯采用以碳棒或粒状碳作为电极的电弧放电法或对石墨表面照射紫外激光的激光磨蚀法等进行制作。因为富勒烯以混杂在碳雾中的状态生成，所以通过使用过滤器或苯等的捕集装置进行提取。
在上述的电弧放电时，堆积在阴极侧的物质中，包含称为碳纳米泡或碳纳米管的高次富勒烯(巨型富勒烯)。这是由粉碎阴极侧的堆积物后用乙醇等有机溶剂进行纯化而得到的。碳纳米泡或碳纳米管都具有中空形状。通过在这样的巨型富勒烯的中空内部装入其他的金属原子或微细结晶等来探索新物质的合成或新功能等的工作正在进行中。
作为在碳纳米泡或碳纳米管的中空内部装入其他的金属原子或微细结晶等的巨型富勒烯(以下，记为内包巨型富勒烯)，内包La或Y等稀土金属的碳化物微粒或者Fe、Co、Ni等金属微粒，过去已有报导。这些可以由使用装入金属或氧化物等粉的碳电极，进行电弧放电等，通过纯化包含在其阴极堆积物中的内包巨型富勒烯来得到。
作为巨型富勒烯的一种，也已发现在由C60等构成的芯的外壳再同心圆状地重叠具有大分子量的富勒烯的称为洋葱状石墨的物质。也正在研究使用像这样的洋葱状石墨，制作内包巨型富勒烯。内包巨型富勒烯，基于其自身的特性，正期待应用于电子元件材料、传感器材料、滤波器材料等器件材料，超导材料、生物材料、医疗材料等的新功能材料等。
但是，以往的巨型富勒烯或内包巨型富勒烯，如上所述，是包含在利用电弧放电法生成的堆积物中的，因此存在与石墨状物质或非晶质碳等杂质的分离是困难的问题。在内包巨型富勒烯中，有不能容易进行形状或内包状态的控制等缺点。进而，关于内包在巨型富勒烯中的微粒，现状也限于特定的金属微粒或化合物微粒。
特别是，在考虑将巨型富勒烯或内包巨型富勒烯应用于器件或新功能材料等的场合，巨型富勒烯单体的大小或其自身的形成位置、进而巨型富勒烯间的连结状态或其结构等的巨型富勒烯的形成状态的可能控制是重要的。可是，以往的巨型富勒烯的制造方法是不能容易进行这样的控制的。
除此之外，由于巨型富勒烯是不稳定物质，因此有必要讨论采用怎样的手段来保护所生成的巨型富勒烯，但现状是还没有找到像这样的技术。
本发明的目的在于，提供以比较简易的工序，在能够控制富勒烯的形状或形成位置，进而能够控制连结结构等的形成状态的同时，以稳定的物质保护所生成的富勒烯自身的含富勒烯结构体及其制造方法。
发明的公开本发明的第1种含有富勒烯结构体，其特征是，具备以下结构具有层积的第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的非晶质碳基体材料；以及在上述非晶质碳基体材料的至少上述第1非晶质碳层和上述第2非晶质碳层的层积界面附近已形成横跨上述第1和第2非晶质碳层的富勒烯。
本发明的第2种含有富勒烯结构体，其特征是，具备以下结构具有层积的第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的非晶质碳基体材料；以及在上述非晶质碳基体材料的至少上述第1非晶质碳层和上述第2非晶质碳层的层积界面附近已形成横跨上述第1和第2非晶质碳层的数个富勒烯。
第2种含有富勒烯结构体，其特征还在于，上述数个富勒烯进而相互连结。
本发明的第1种含有富勒烯结构体的制造方法，其特征是具备以下工序在第1非晶质碳层上配置超微粒的工序；在已配置上述超微粒的上述第1非晶质碳层上，至少覆盖上述超微粒那样层积形成第2非晶质碳层的工序；以及用高能射线照射在层积界面存在上述超微粒的上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体，以上述超微粒作为核生成物质，生成横跨上述第1和第2非晶质碳层的富勒烯的工序。
本发明的第2种含有富勒烯结构体的制造方法，其特征是具备以下工序在第1非晶质碳层上配置数个超微粒的工序；在已配置上述数个超微粒的上述第1非晶质碳层上，覆盖上述数个超微粒那样层积形成第2非晶质碳层的工序；以及用高能射线照射在层积界面存在上述数个超微粒的上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体，以上述数个超微粒作为各自的核生成物质，生成横跨上述第1和第2非晶质碳层的数个富勒烯的工序。
第2种含有富勒烯结构体的制造方法，其特征是还具备对所生成的上述数个富勒烯再照射高能射线，使上述数个富勒烯在生长的同时相互连结的工序。
已发现，通过用高能射线照射在层积界面存在的超微粒的层积结构的非晶质碳基体材料，使超微粒作为核生成物质，能够再现性良好地形成横跨各非晶质碳层的内包超微粒的巨型富勒烯等的富勒烯，并且对已生成的富勒烯再照射高能射线，使所得到的富勒烯生长以能够形成相互连结的连续结构体，本发明就是基于这一发现而完成的。
如上所述，本发明的含富勒烯结构体是在层积结构的非晶质碳基体材料内形成了富勒烯(包括连续结构的富勒烯)的物质。非晶质碳基体材料，可以起到例如保护材料的功能。非晶质碳基体材料内的富勒烯是根据最初的超微粒的配置位置而形成的，因此能够控制其形成位置或单体形状等。并且，不限于控制富勒烯的形成位置或单体形状，还能够控制富勒烯的连续结构等。例如，得到膜状结构或具有所希望的图案形状的连续结构的富勒烯。像这样，按照本发明就能够实现富勒烯的各种控制或操作等。
附图的简单说明
图1A、图1B、图1C、图1D和图1E是按照本发明含富勒烯结构体的一种实施方式的制造工序的模式示意断面图。
图2A、图2B和图2C是按照本发明含富勒烯结构体的其他实施方式的制造工序的模式示意断面图。
实施发明的最佳方式以下，说明实施本发明的最佳方式。
图1A、图1B、图1C、图1D和图1E是本发明含富勒烯结构体(含有巨型富勒烯结构体)的制造过程的一种实施方式的模式示意断面图。在这些图中，1是作为第1非晶质碳层的非晶质碳支持膜。对于非晶质碳支持膜1来说，例如使用i-碳。非晶质碳支持膜1没有特别的限制，但以厚5～100nm左右的薄膜状基体为佳。更希望使用厚10～50nm左右的薄膜状基体。
首先，如图1A所示，在非晶质碳支持膜1上配置构成生成巨型富勒烯时的核生成物质的超微粒2。再者，图1表示在非晶质碳支持膜1上配置数个超微粒2的状态，但这以根据所要得到的含有巨型富勒烯结构体的形状进行配置为好，超微粒2的配置数没有特别的限制。即使在非晶质碳支持膜1上仅配置1个超微粒2也行。
作为构成核生成物质的超微粒2，可以使用金属超微粒、半导体超微粒、化合物超微粒等、由各种固体材料构成的超微粒。换言之，以各种固体物质构成的超微粒2作为核生成物质(核生成点)，如后面所述，能够诱发巨型富勒烯并使其成长。
作为超微粒2的具体例子，可举出由Pt、Au、Cu、Al、Sn、Nb、Mo、W等各种单一金属或合金等构成的金属超微粒，由Si、Ga、As等构成的半导体超微粒，LaO、Al2O3、ZnO、Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、(Pb，La)(Zr，Ti)O3(PLZT)等金属氧化物超微粒，还有金属氯化物、金属氟化物、金属硼化物等各种化合物超微粒等。在配置数个超微粒2的场合，使用材质不同的数种超微粒也好。例如，配置材质不同的2种以上的金属超微粒或者金属超微粒和化合物超微粒也是好的。
超微粒2的大小，可以是在生成巨型富勒烯时能提供核生成点那样的大小，具体地说，以使用直径1～100nm左右的超微粒2为佳。直径小于1nm的超微粒2的存在和制作本身是困难的，同时也有不能充分发挥作为巨型富勒烯的核生成点的功能的担心。超微粒2的最佳直径是1～40nm的范围。
这样的超微粒2的制造方法，没有特别的限制。如果能够以分离状态配置在非晶质碳支持膜1上，就可以使用以各种方法制成的超微粒2。
例如，将设有数个细孔或狭缝的靶配置在非晶质碳支持膜1上，用Ar离子射线等高能射线从斜方向照射该靶的细孔内壁或狭缝内壁，使靶的构成原子或构成分子脱离，就能够得到由靶的构成材料组成的超微粒。按照这样的方法(以下，记为转印法)，根据在靶上形成的细孔或狭缝的形状，可以控制超微粒的大小或配置位置等。
另外，用电子束等高能射线照射配置在非晶质碳支持膜1上的θ-Al2O3粒子等亚稳化合物粒子，就能够得到是稳定相的α-Al2O3粒子或Al超微粒等。该方法(以下，记为化合物分解法)对化合物特别是氧化物容易分解的W、Mo、Nb、Cu等也是有效的。
超微粒2的配置形状，根据作为目的的含巨型富勒烯结构体而设定。在生成单体结构的巨型富勒烯的场合，超微粒2的配置形状没有特别限制，但在生成数个巨型富勒烯的场合或使已生成的数个巨型富勒烯相互连结成为连续结构的场合，则根据作为目的的形状配置超微粒子2。
例如，在使数个巨型富勒烯相互连结成为膜状结构的场合，如图1A所示，在非晶质碳支持膜1的表面全部或者规定的区域配置数个超微粒2。另外，在使数个巨型富勒烯相互连结成为所希望的图案时，例如像图2A所示，根据使数个巨型富勒烯连结而形成的图案P，在非晶质碳支持膜1的表面配置数个超微粒2。数个超微粒2的配置间隔，由考虑巨型富勒烯的生长状态等来设定。
下面，如图1B和图2B所示，在配置数个超微粒2的非晶质碳支持膜1上，至少如覆盖各超微粒2那样层积形成作为第2非晶质碳层的非晶质碳被膜3。对于非晶质碳被膜3来说，使用和非晶质碳支持膜1相同的i-碳等。即，根据作为第1非晶质碳层的非晶质碳支持膜1和作为第2非晶质碳层的非晶质碳被膜3，形成使数个超微粒2存在于这些层积界面上的层积结构的非晶质碳基体材料(层积非晶质碳基体材料)4。
非晶质碳被膜3的厚度，以从其上部照射高能射线时，使位于超微粒2周围的非晶质碳活化而诱发巨型富勒烯并使其生长的厚度为宜。非晶质碳被膜3的具体厚度最好是5～100nm左右。
若非晶质碳被膜3的厚度不到5nm，就有不能充分提供为巨型富勒烯的生长所需要的碳量的危险。另一方面，若超过100nm，从其上部照射的高能射线在非晶质碳被膜3内衰减，有超微粒2周围的碳不能充分活化的危险。尤其在使已诱发的数个巨型富勒烯相互连结成为连续结构的场合，非晶质碳被膜3的厚度要在5nm以上，以便在层积非晶质碳基体材料4内能够使巨型富勒烯生长成能够连结的程度。该场合的非晶质碳被膜3的厚度，还随数个超微粒2的配置间隔等不同而异。
非晶质碳被膜3的形成方法，以得到对非晶质碳支持膜1充分附着状态的膜形成法为宜。例如，可以使用蒸镀法、激光磨蚀法、溅射法、化学气相淀积(CVD)法等一般的薄膜形成方法。特别，在真空气氛等中形成超微粒2的场合，最好使用不破坏该气氛而能够形成连续的非晶质碳被膜3的膜形成法。采用这些方法，可以不改变超微粒2的状态而装入层积非晶质碳基体材料4的层积界面中。
下面，如图1C所示，对在层积界面存在(已装入的)超微粒2的层积非晶质碳基体材料4，从非晶质碳被膜3的上方照射高能射线5。所照射的高能射线5没有特别的限制，以具有使存在于超微粒2周围的非晶质碳活化而诱发巨型富勒烯的能量的射线为好。例如，使用强度为1×1019e/cm2·s以上的电子束、具有和该电子束同等强度的离子束那样的粒子射线、像激光那样的光子、X射线、γ射线、中子射线等。
在使用电子束作为高能射线5时，若照射强度不到1×1019e/cm2·s，就有不能使存在于非晶质碳基体材料4内的超微粒2周围的非晶质碳活化到可生成巨型富勒烯的程度的危险。换言之，具有1×1019e/cm2·s以上强度的电子束，虽是非晶质碳被膜3的厚度所要求的，但它还带来使超微粒2及其周围的非晶质碳活化的效果或局部加热效果等，借此生成巨型富勒烯。使用粒子射线、光子、X射线、γ射线、中子射线等来作为高能射线5的情况也是同样的。
高能射线5的照射气氛，可以根据使用的射线来设定，例如可举出真空气氛、氩气气氛那样的惰性气氛等。例如，使用电子束照射时的气氛，最好采取1×10-5Pa以下的真空气氛。由于采取这样的真空气氛，能够防止残留气体原子的吸附等。这促进了巨型富勒烯的生成。
若用上述那样的高能射线5从存在超微粒2的区域中非晶质碳被膜3上方照射时，如图1C所示，就使高能射线5的照射区域内的非晶质碳活化，以存在于层积界面的超微粒2作为核生成物质，诱发巨型富勒烯6。巨型富勒烯6是由在超微粒2作为核生成点有效地起作用的同时，通过所照射的高能射线5带来的使存在于超微粒2周围的非晶质碳活化的效果或局部加热效果等所诱发而成的。
由此，通过对在层积界面存在超微粒2的层积非晶质碳基体材料4照射高能射线5，得到了横跨非晶质碳支持膜1和非晶质碳被膜3形成的巨型富勒烯6。即，在层积非晶质碳基体材料4内诱发巨型富勒烯6。作为所诱发的巨型富勒烯6，可举出洋葱状石墨。作为核生成物质使用的超微粒2，基本上内包在巨型富勒烯6的芯中空部中。因此，所得到的巨型富勒烯6可以叫做内包超微粒的巨型富勒烯。
巨型富勒烯6根据当初的超微粒2的配置位置而诱发。即，可以在层积非晶质碳基体材料4内部的规定位置得到单个或各自独立的数个巨型富勒烯6。所得到的巨型富勒烯6的大小等能够由高能射线5的强度或照射时间来进行控制。
因此，实现像内包超微粒巨型富勒烯这样的巨型富勒烯6的形成位置或大小等的控制或操作成为可能。进而，还可发挥以层积非晶质碳基体材料4来作为已生成的巨型富勒烯6的保护材料等的功能。这在叫做巨型富勒烯6的稳定化方面带来极大的效果。另外，作为核生成物质使用的超微粒2，如前面所述，可以使用各种固体物质，因而能够得到内包由各种材料构成的超微粒2的巨型富勒烯6，即内包超微粒的巨型富勒烯。
照射高能射线5时的层积非晶质碳基体材料4以保持在室温的状态为好，这样可以在可控制的室温载物台上形成巨型富勒烯6。
至此的工序是形成单个或者各自独立的数个巨型富勒烯6的工序。若对已诱发巨型富勒烯6的层积非晶质碳基体材料4再继续照射高能射线5，就使巨型富勒烯6进一步生长。此时，由于数个巨型富勒烯6同时生长，就能够形成使其相互连结的结构。
例如，如图1D所示，对基于在非晶质碳支持膜1上分散配置的超微粒2诱发的数个巨型富勒烯6再照射高能射线5。各巨型富勒烯6周围的非晶质碳被活化，巨型富勒烯6继续生长，相邻的巨型富勒烯6彼此连结起来。换言之，相邻的巨型富勒烯6彼此融合。即，得到相邻的数个巨型富勒烯6的外壳侧的碳原子已共同化的巨型富勒烯融合体。
像这样，通过照射一定时间以上的高能射线5，如图1D所示，在层积非晶质碳基体材料4的内部形成巨型富勒烯相互连结的膜状体。即，在层积非晶质碳基体材料4的内部能够形成膜状巨型富勒烯7。所得到的膜状巨型富勒烯7，如上所述，基本上是基于内包超微粒的巨型富勒烯，因此可以叫做内包超微粒的巨型富勒烯膜状体。
膜状巨型富勒烯7的形成位置，如图1D所示，并不仅限于层积非晶质碳基体材料4的层积界面附近。通过再继续照射高能射线5，如图1E所示，也能够使膜状巨型富勒烯7在几乎整个非晶质碳支持膜1和非晶质碳被膜3上生长。即，可以得到几乎整个非晶质碳支持膜1和非晶质碳被膜3富勒烯化的膜状巨型富勒烯7。
进而，如图2A和图2B所示，在使用按照预先希望的图案P配置超微粒2的场合，能够使数个富勒烯根据所希望的图案P进行连结(融合)。即，基于按照预先希望的图案P配置的超微粒2，诱发数个巨型富勒烯6。进一步用高能射线照射这些数个巨型富勒烯6，如图2C所示，在层积非晶质碳基体材料4的内部就形成具有所希望的图案P的巨型富勒烯连续体8。
用上述的膜状巨型富勒烯(巨型富勒烯的膜状连续体)7或图案化的巨型富勒烯连续体8在层积非晶质碳基体材料4的内部形成的含巨型富勒烯结构体9对利用巨型富勒烯特别是内包超微粒的巨型富勒烯的性质、谋求开发应用上是极有效的。即，由于使用含有巨型富勒烯结构体9使得实现巨型富勒烯(内包超微粒的巨型富勒烯)的各种操作或控制、开展各种应用等成为可能。
于是，在本发明中，根据高能射线5的照射时间、照射强度、照射气氛、还有超微粒2的大小、配置位置、种类等，能够控制所得到的巨型富勒烯连续体的性质、形状或形成位置、以及在层积非晶质碳基体材料4内的状态等。因此，其应用范围达到极广的范围。例如，利用巨型富勒烯的特性、超微粒的接合特性或量子力学的效应(量子阱、小能带)等，含有上述的巨型富勒烯结构体9有可能在电子元件材料、传感器材料、滤波器材料等器件材料，超导材料、生物材料、医疗材料等新功能材料等中应用。
下面，叙述本发明的具体实施例。
实施例1首先，在由i-碳构成的非晶质碳支持膜上配置数个Pt超微粒子。这些Pt超微粒由使用Pt筛网的转印法形成。具体地说，在非晶质碳支持膜上配置具有多个细孔的Pt筛网，将其固定在真空室内的室温载物台上。此后，对Pt筛网的细孔内壁从斜方向照射加速电压3.0kV、束电流0.25mA的Ar离子束。Ar离子束的入射角是40°、Ar离子束照射时的气氛为1×10-3Pa左右的真空(包含Ar)。通过Ar离子束向该Pt筛网的斜射，在非晶质碳支持膜上配置了数个Pt超微粒。Pt超微粒的平均直径是约3nm。
接着，在已配置数个Pt超微粒的非晶质碳支持膜上，利用电阻加热的蒸镀法，如覆盖这些数个超微粒那样，层积形成厚10nm的非晶质碳被膜。即，以非晶质碳支持膜和非晶质碳被膜形成层积非晶质碳基体材料，在该层积非晶质碳基体材料的层积界面装入数个Pt超微粒。
将上述层积非晶质碳基体材料固定在200kV透射电子显微镜(TEM)装置(日本电子社制，JEM-2010(商品名))的真空室内的室温载物台上，在1×10-5Pa的真空气氛中，从非晶质碳被膜的上方用1×1020e/cm2·s的电子束照射。电子束照射后，用TEM观察层积非晶质碳基体材料的状态，证实以数个Pt超微粒作为各自核生成物质诱发了数个同心圆状的碳组织。各Pt超微粒内包在各自诱发的同心圆状的碳组织内。
同心圆状的碳组织是在非晶质碳支持膜和非晶质碳被膜的层积界面附近且横跨两者所形成的。这些同心圆状的碳组织的层间隔是约0.35nm，因此确认是巨型富勒烯的一种的洋葱状石墨。再者，洋葱状石墨的周围仍维持非晶质碳的状态。像这样制作，能够得到在层积非晶质碳基体材料的内部形成内包超微粒的巨型富勒烯的含巨型富勒烯结构体。
接着，对层积非晶质碳基体材料再照射电子束，延长电子束的照射时间，在达到400秒时，再次进行TEM观察。其结果证实，伴随各洋葱状石墨的成长，相邻的洋葱状石墨彼此连结而形成膜状结构。像这样，对在层积界面附近配置了数个Pt超微粒的层积非晶质碳基体材料照射电子束，能够在其内部形成膜状巨型富勒烯。即，得到在层积非晶质碳基体材料的内部形成膜状巨型富勒烯的含巨型富勒烯结构体。
进而，在1×10-5Pa的真空气氛中，对上述层积非晶质碳基体材料照射1×1020e/cm2·s的电子束，延长电子束的照射时间，在达到4000秒时，再次进行TEM观察。其结果证实膜状巨型富勒烯已在几乎整个非晶质碳被膜上生长。
代替在上述实施例1的层积界面上配置的Pt超微粒，分别使用Au超微粒、Al超微粒、Al2O3超微粒，以相同的条件对非晶质碳基体材料照射电子束。其结果能够得到同样的内包超微粒的巨型富勒烯，进而能够得到膜状巨型富勒烯。
另一方面，作为与本发明对比的比较例，对不层积配置Pt超微粒等的层积非晶质碳基体材料，以和上述实施例1相同的条件照射电子束，并不生成巨型富勒烯。
实施例2除了使用具有如图2所示图案形状的狭缝的Cu靶作为以转印法在非晶质碳支持膜上配置超微粒时的靶以外，与上述实施例1同样进行在非晶质碳支持膜上配置Cu超微粒。证实这些Cu超微粒是根据狭缝形状进行配置的。
然后，在根据图案形状配置了数个Cu超微粒的非晶质碳支持膜上，和实施例1同样层积形成非晶质碳被膜后，以和实施例1相同的条件从非晶质碳被膜的上方照射电子束。在照射400秒电子束后，进行TEM观察，证实在根据图案形状形成数个洋葱状石墨的同时这些数个洋葱状石墨已相互连结。即，已在层积非晶质碳基体材料的内部形成图案化的巨型富勒烯连续体。
像这样，通过控制最初的超微粒的配置位置，在层积非晶质碳基体材料的内部能够形成各种形状的巨型富勒烯连续体。
产业上的应用可能性按照本发明，能够得到在非晶质碳基体材料的内部形成富勒烯的含富勒烯结构体。进而，能够控制所形成的富勒烯的形状或形成位置、连结结构等的形成状态。像这样的本发明含富勒烯结构体对于富勒烯的应用开发或保护等有很大作用。
权利要求
1.含富勒烯结构体，其特征在于，该结构体具备以下结构具有层积的第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的非晶质碳基体材料；以及在上述非晶质碳基体材料的至少上述第1非晶质碳层和上述第2非晶质碳层的层积界面附近已形成的横跨上述第1和第2非晶质碳层的富勒烯。
2.权利要求1所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述富勒烯是巨型富勒烯。
3.权利要求1所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述富勒烯是内包超微粒的巨型富勒烯。
4.含富勒烯结构体，其特征在于，该结构体具备以下结构具有层积的第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的非晶质碳基体材料；以及在上述非晶质碳基体材料的至少上述第1非晶质碳层和上述第2非晶质碳层的层积界面附近已形成的横跨上述第1和第2非晶质碳层的数个富勒烯。
5.权利要求4所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述富勒烯是巨型富勒烯。
6.权利要求4所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述富勒烯是内包超微粒的巨型富勒烯。
7.权利要求4所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述数个富勒烯已相互连结。
8.权利要求4所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述数个富勒烯具有相互连结的膜状结构。
9.权利要求4所述的含富勒烯结构体，其特征在于，上述数个富勒烯相互连结形成所预定的图案。
10.权利要求7所述的含富勒烯结构体，其特征在于，相互连结的上述数个富勒烯，其外壳侧的碳原子已共同化，构成巨型富勒烯融合体。
11.含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，具备以下的工序在第1非晶质碳层上配置超微粒的工序；在已配置上述超微粒的上述第1非晶质碳层上至少覆盖上述超微粒那样层积形成第2非晶质碳层的工序；以及用高能射线照射在层积界面存在上述超微粒的上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体，以上述超微粒作为核生成物质，生成横跨上述第1和第2非晶质碳层的富勒烯的工序。
12.权利要求11所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，上述第2非晶质碳层具有5～100nm范围的厚度。
13.权利要求11所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，在1×10-5Pa以下的真空气氛中，对上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体照射具有1×1019e/cm2·s以上强度的电子束。
14.权利要求11所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，作为上述富勒烯生成了内包超微粒的巨型富勒烯。
15.含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，具备以下的工序在第1非晶质碳层上配置数个超微粒的工序；在已配置上述数个超微粒的上述第1非晶质碳层上至少如覆盖上述数个超微粒那样层积形成第2非晶质碳层的工序；以及用高能射线照射在层积界面存在上述数个超微粒的上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体，以上述数个超微粒作为各自的核生成物质，生成横跨上述第1和第2非晶质碳层的数个富勒烯的工序。
16.权利要求15所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，还具备对已生成的上述数个富勒烯再照射高能射线，使上述数个富勒烯在成长的同时发生相互连结的工序。
17.权利要求15所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，在上述第1非晶质碳层的表面分散配置上述的数个超微粒。
18.权利要求15所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，在上述第1非晶质碳层的表面根据所希望的图案配置上述的数个超微粒。
19.权利要求15所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，上述第2非晶质碳层具有5～100nm范围的厚度。
20.权利要求15所述的含富勒烯结构体的制造方法，其特征在于，在在1×10-5Pa以下的真空气氛中，对上述第1非晶质碳层和第2非晶质碳层的层积体照射具有1×1019e/cm2·s以上强度的电子束。
全文摘要
含富勒烯结构体,它具备以下的结构:具有层积的第1非晶质碳层1和第2非晶质碳层2的非晶质碳基体材料4;在该非晶质碳基体材料4的至少层积界面附近,已形成横跨这两者的巨型富勒烯6。在层积界面附近形成的数个巨型富勒烯能够相互连结成为膜状结构(膜状巨型富勒烯7)等的连续结构体。若按照这样的含富勒烯结构体,就能够控制巨型富勒烯的形状或形成位置,进而控制连结结构等的形成状态。进而,能够以稳定的碳基体材料保护所生成的巨型富勒烯本身。
文档编号C01B31/02GK1257458SQ98805377
公开日2000年6月21日 申请日期1998年3月20日 优先权日1997年3月24日
发明者田中俊一郎, 许并社 申请人:科学技术振兴事业团, 株式会社东芝