单根多壁碳纳米管的电学测试

提出了一种制备多壁碳纳米管的简单方法.以乙醇为碳源,利用催化化学气相沉积工艺制备了碳纳米管.用较为简单的设备在较低的反应温度下,在基底上生长了取向多壁碳纳米管阵列.利用扫描电子显微镜内部的纳米操纵仪对单根碳纳米管进行操纵,并测试了单根多壁碳纳米管的电学特性.     

基于PECVD的碳纳米管生长及其场致发射特性

采用等离子体增强化学气相沉积方法,以Ni作为催化剂实现碳纳米管阵列定区域单根分立生长.扫描电子显微镜分析结果表面,碳纳米管呈现笔直生长,生长速率大于500 nm/min,长度和直径比较均匀,且具有高度的定向性,排列整齐并垂直于基底.透射电子显微镜分析结果显示,生长的碳纳米管表现典型的多壁碳纳米管结构特征,并且晶格缺陷非常少.在高真空系统中对生长的碳纳米管阵列进行场致发射特性测试,结果表明生长的碳纳米管发射阵列具有很好的场致发射特性,最大电流密度大于1 A/cm^2.老炼试验显示生长的碳纳米管阵列场致发射特性具有良好的稳定性.紫外光子谱线法测试结果表明,生长的碳纳米管的功函数为4.96 eV,由此计算出碳纳米管阵列相对应的场增强因子大于1100.本文的研究结果提供了一种简单的可实现大面积和规模化的基于碳纳米管场致发射阴极的制备途径.     

单根多壁碳纳米管的电学测试

提出了一种制备多壁碳纳米管的简单方法。以乙醇为碳源,利用催化化学气相沉积工艺制备了碳纳米管。用较为简单的设备在较低的反应温度下,在基底上生长了取向多壁碳纳米管阵列。利用扫描电子显微镜内部的纳米操纵仪对单根碳纳米管进行操纵,并测试了单根多壁碳纳米管的电学特性。     

氧气吸附对碳纳米管电子特性的影响

碳纳米管暴露在空气中会引起其电子特性的改变.使用微电子工艺在硅衬底上制备出生长碳纳米管的阵列图形,使用热CVD法实现碳纳米管在硅平面上的定点生长.研究了不同温度下空气氛围对多壁碳纳米管电子特性的影响.实验结果表明,空气中的水分子和氧气都会影响碳纳米管的电子特性.在室温环境中,水分子对碳纳米管电子特性的影响起主要作用,随着环境温度的升高,氧气对碳纳米管电学性质的变化起主要作用.     

单根多壁碳纳米管的电学测试

提出了一种制备多壁碳纳米管的简单方法。以乙醇为碳源，利用催化化学气相沉积工艺制备了碳纳米管。用较为简单的设备在较低的反应温度下，在基底上生长了取向多壁碳纳米管阵列。利用扫描电子显微镜内部的纳米操纵仪对单根碳纳米管进行操纵，并测试了单根多壁碳纳米管的电学特性。     

3D表面碳纳米管薄膜的生长及其强流脉冲发射的增强

本文采用气相化学沉积(CVD)法在具有镍层的三维硅基底上制备了碳纳米管薄膜(3D-CNTs),硅基底表面的三维微结构采用湿法刻蚀法制作,镍层采用化学镀的方法制备,碳纳米管生长均匀,列阵整齐,并垂直于基底表面。为了研究碳纳米管薄膜的强流脉冲发射特性,在相同的主Marx电压下采用二极结构(相同的二极管电压放电条件下)对碳纳米管薄膜进行重复脉冲发射实验。结果发现,在相同的脉冲电压下,3D-CNTs薄膜冷阴极相对平面基底上制备的碳纳米管薄膜(P-CNTs)冷阴极不仅有较高的强流脉冲发射电流和电流密度,还具有更好的强流脉冲发射稳定性。     

碳纳米管材料和碳纳米管基器件的扫描电镜成像

本文探讨了在扫描电镜中单壁碳纳米管的成像问题.一般情况下碳纳米管的像衬度随入射电子能量,扫描速度,样品基底和环境而变,情况非常复杂.但在一定厚度的SiO2绝缘基底上且与金属电极相连的单壁碳纳米管的成像机理则相对简单.单壁碳纳米管像衬度的贡献主要来源于二次电子而不是背散射电子.像衬度产生的机理主要为SiO2绝缘基底在成像过程中的电荷积累导致的表面电势的变化对于碳纳米管以及周围SiO2基底二次电子发射效率的影响.     

激光功率对连续CO2激光制备单壁碳纳米管的影响

在室温下用大功率连续CO2激光制备单壁碳纳米管，测量了500～850W激光功率下产生的碳纳米管样品的透射电镜和拉曼(Raman)光谱，对单壁碳纳米管的生长条件和直径分布与激光功率的关系进行了研究，实验证明在长波长激光制备单壁碳纳米管中，激光功率对单壁碳纳米管的形成和管径的大小起着关键的作用。激光功率越高，单壁碳纳米管的产率越大。对不同管径的单壁碳纳米管，激光功率较高所制备得到的平均管径较大。     

铜镀镍基底生长碳纳米管薄膜场发射特性研究

采用化学镀的方法在铜基底上镀镍作为缓冲层,以酞菁铁(FePc)作为催化剂,采用CVD法在Cu/Ni基底上制备出了碳纳米管薄膜(Cu/Ni-CNTs),利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱进行了表征。为了测试在Cu/Ni基底上生长碳纳米管薄膜的场发射特性,采用二极管结构,在真空度为2×10~(-4) Pa下进行直流场发射测试。结果表明Cu/Ni基底的碳纳米管薄膜具有优异的场发射特性,薄膜与阳极距离为9mm时开启场强为1.44V/μm,场发射测试数据符合Fowler-Nordheim(F-N)场发射特性曲线,在相同高压范围(0~20kV)进行多次重复测试,碳纳米管薄膜具有良好的发射可重复性。     

硅基底表面上多种形态碳纳米管的生长

以Fe/Ru双金属纳米颗粒为催化剂，在含有一层自然氧化层的硅基底上制备单分散碳纳米管，并用原子力显微镜进行表征。实验结果表明在同一基底上碳纳米管具有多种形态，如环形、树枝状分叉形、锥形，单根和成束等。这种多种形态碳纳米管的出现，为更进一步了解碳纳米管的生长机制以及对控制碳纳米管制备有着重要意义。     

单壁碳纳米管增强近红外区激光热疗效果

分别从细胞层面和在体层面研究单壁碳纳米管(SWNT)对近红外区980 nm激光热疗的增强效应.细胞层面研究:对照组无处理,单壁碳纳米管组孵育单壁碳纳米管2 h,激光组照射980 nm激光,激光+单壁碳纳米管组孵育单壁碳纳米管2 h后照射980 nm激光,各处理组细胞继续培养12 h,CCK8检测细胞死亡率.在体层面研究:对照组无处理,单壁碳纳米管组在肿瘤部位注射单壁碳纳米管,激光组照射980 nm激光,激光+单壁碳纳米管组在肿瘤部位注射单壁碳纳米管6 h后照射980 nm激光.比较4组的杀伤效果、肿瘤增长、生存情况等.结果表明,相对于激光治疗组,激光+单壁碳纳米管组具有显著的杀伤效果,有效抑制肿瘤增长.明显提高治愈率.说明单壁碳纳米管能够显著地增强980 nm激光热疗效果.     

乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

介绍了采用浮动催化剂法,利用乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管.采用二茂铁作为催化剂先体,乙醇作为碳源,利用石英基底收集产物.催化剂先体二茂铁的蒸汽在载气的作用下被带到高温区(800℃),二茂铁在高温区分解形成铁纳米催化剂颗粒,这些催化剂颗粒催化生长出多壁碳纳米管.利用扫描电子显微镜、(高分辨)透射电子显微镜对制备的多壁碳纳米管都进行了表征.实验结果表明,制备的多壁碳纳米管均匀性好,石墨化程度较高.     

透明薄膜/基底系统激光超声波的有限元数值研究

在分析了网格大小和时间步长这两个重要参数和求解稳定性的基础上,采用有限元方法建立了透明薄膜/基底系统的热传导方程和热弹性方程的有限元模型。考虑了薄膜和基底的物理参数随温度的变化,得到了激光照射透明薄膜/基底系统温度场空间分布,由此计算出由热弹效应激发的超声对心波形。结果表明,透明薄膜厚度的增加,会影响到激光激发的对心超声波形;当薄膜厚度增大时,对心超声波形中的双极脉冲波形振幅变大,波形宽度加大。该方法为透明薄膜/基底系统的定量检测和无损评价提供了理论依据。     

碳纳米管制备及其生长机制研究

采用乙醇催化燃烧法,以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管.分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体,研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响;利用扫描电镜,透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征,研究了不同钴盐的催化剂先体对碳纳米管形态与结构的影响,讨论了碳纳米管的生长机制.实验发现,其他制备条件相同,当催化剂先体为氯化钴时,碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起;当催化剂先体为硝酸钴时,碳纳米管容易形成弯曲、不规则的波浪形结构;而当催化剂先体为硫酸钴时,实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直径均一的碳纳米纤维,只观察到少量碳纳米管.     

酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列及其场发射性能研究

碳纳米管作为一种新型的光电材料有着广泛的应用,可用于平板显示器中的电子发射器件。定向碳纳米管阵列是碳纳米管的一种取向形态,具有其独特的性质。与缠绕无序的碳纳米管相比,定向碳纳米管更易分散、测量和应用。文章在低压条件下采用酞菁铁高温裂解法,在800～1000℃,以石英玻璃为基底,制备了大面积高度定向的碳纳米管。通过SEM和TEM对定向碳纳米管的结构进行分析。结果表明该法制备的碳纳米管长20μm,管径40～70nm,为竹节状结构的多壁碳纳米管。实验中发现系统真空度和生长温度都对定向碳纳米管生长有影响。通过对该碳纳米管进行场发射测试,结果表明此定向碳纳米管的开启电压仅为0.67V.μm-1(I=1μA),阈值电压为2.5V.μm-1,具有良好的场发射性能。     

准直碳纳米管的非均匀生长研究

用CH4,NH3 和H2 为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有Ta缓冲层和Ni催化剂层的Si衬底上制备了准直碳纳米管,并用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对它们进行了研究.结果发现,尽管碳纳米管在相同的生长条件下生长在同样的衬底上,其直径和长度仍不同, 表明它们是非均匀生长.应用有关热力学理论研究了碳纳米管生长的非均匀性,结果表明,碳纳米管的非均匀生长是由催化剂颗粒的大小不同所致.     

双透明材料激光透射焊接温度场的数值模拟

近年来,透明材料的激光透射焊接成为国内外研究的热点.本研究通过在透明材料界面制备低熔点薄膜来增大透明材料对激光的吸收率,从而实现双透明材料的激光焊接.本文构建了一个3D数值模型,数值模拟结果与实验测试吻合较好.另外,还研究了激光焊接过程中温度场的变化过程,并对进一步研究了激光焊接工艺参数对温度场的影响.     

碳纳米管和金属纳米粒子复合结构的拉曼光谱特性

提出了一种基于碳纳米管和金属纳米粒子的表面增强拉曼基底,并进行了实验研究。采用化学方法制备了单壁和多壁碳纳米管薄膜;利用离子溅射方法在碳纳米管薄膜上形成Au纳米粒子,构成基于碳纳米管和金属纳米粒子复合结构的表面增强拉曼散射基底。对此样品进行了扫描电子显微镜(SEM),反射谱、拉曼谱等表征测试。研究表明,该基底由于碳纳米管极大的比表面积,可吸附更多的金属纳米粒子,增强拉曼散射信号强度。     

竹节形碳纳米管的制备

采用乙醇催化燃烧法制备竹节形碳纳米管,利用乙醇作为碳源和燃料提供材料生长所需的能量,以Cu薄片作为基底,FeCl3与Fe(NO3)3作为催化剂先体.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、喇曼光谱对黑色絮状的沉积产物进行表征.实验结果表明,产物中的碳纳米管具有较好的竹节形结构,竹节形碳纳米管的形貌和微结构与独特的制备条件有关.并对竹节形碳纳米管的生成机理进行了初步探讨.     

镍/碳纳米管复合薄膜的制备及其性能的研究

结合电泳沉积碳纳米管和电镀金属镍的方法,在导电基片上成功制备了镍/碳纳米管复合薄膜.观察了薄膜的形貌和成份,测试了所制备的镍/碳纳米管复合薄膜的表面电阻和场发射特性,并与传统的电泳方法制备的碳纳米管薄膜进行了比较.实验结果表明,镍/碳纳米管复合薄膜表面碳纳米管大范围排布有序、密度可控;与传统电泳方法制备得到的碳纳米管薄膜相比,镍-碳纳米管复合薄膜具有更小的表面电阻和更好的场发射性能.镍层在薄膜中起到了固定碳纳米管、改善碳纳米管与基底以及碳纳米管与碳纳米管之间电接触的作用;由于镍在薄膜中含量较少(小于10%),薄膜整体仍体现出碳纳米管的优异性能.