在涂覆镍盐的基板上火焰法制备碳纳米管

本文利用在基板材料上涂敷镍盐作为催化剂前驱体,在火焰中成功制备出了碳纳米管材料。与前期的抛光和腐蚀法相比,该方法简化了催化剂的制备过程,碳纳米管合成的重复性和稳定性好,适合于大批量合成碳纳米管;采用场发射枪高分辨扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和激光拉曼光谱对碳纳米管的形貌进行了表征;研究了不同基板材料和燃料对碳纳米管形态的影响;讨论了碳纳米管的形成机理。认为涂敷镍盐而产生的高活性Ni催化剂是制备碳纳米管的主要因素。     

电泳淀积图形化碳纳米管场发射阴极及其场发射特性研究

基于电泳和半导体工艺,制备了图形化的碳纳米管场发射阴极。用较高的电场激活碳纳米管薄膜,使得碳纳米管的场发射特性有了很大的改善,讨论了这一激活过程的物理机制。研究表明,这一激活过程可能的物理机制一方面是由于碳纳米管薄膜表面形貌发生了变化,增大了碳纳米管的场增强因子;另一方面是由于碳纳米管表面吸附的气体脱附,降低了碳纳米管的表面功函数。电场激活处理后,碳纳米管薄膜的开启电场为2.1 V/μm,应用电场为6 V/μm时,电流密度达到1.19mA/cm2。该图形化的碳纳米管场发射阴极可以应用到高分辨率场发射显示器。     

不同压力下碳纳米管的电弧法合成及其表征(英文)

采用电弧放电法在氦气/乙炔混合气氛中,在不同压力下合成了碳纳米管.运用场发射扫描电镜、场发射透射电镜、X-射线衍射仪和拉曼光谱对碳纳米管的形貌进行了表征.采用可见发射光谱对碳纳米管的形成过程进行了原位诊断研究.场发射扫描电镜结果表明,在氦气/乙炔气氛中合成的碳纳米管的长度大于50微米,许多碳颗粒沉积在碳纳米管壁上.场发射透射电镜结果表明,在0.100MPa下合成的碳纳米管的壁厚明显大于0.035MPa下合成的碳纳米管的壁厚.可见发射光谱诊断结果表明,CH和C2物种可能作为碳纳米管形成的前驱体,其中,以H原子作为无定形炭的刻蚀物种.阳极消耗速率和产物在阴极的沉积速率随着反应器中压力的增加而增加.因此,可以通过加强阳极和乙炔的蒸发速率及CH和C2物种的沉积速率而增加碳纳米管的形成速率.     

基于碳纳米管薄膜构建场发射平面显示器的阴极结构

碳纳米管场发射平面显示器具有工作电压低、功耗低和制造成本低等优势,近年来基于碳纳米管场发射平面显示器的研究与应用研发已成为显示技术领域研究的热点之一,并已取得丰富成果。简要回顾了碳纳米管用于场发射的机理以及用于场发射平面显示器的优势,主要介绍了碳纳米管用于场发射平面显示器研究的一些进展和一些亟待解决的问题,包括碳纳米管阴极薄膜的制备、碳纳米管阴极工作稳定性与寿命的改进以及阴极结构的设计等,并展望了碳纳米管用于场发射平面显示器的发展前景。     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖 ,对它进行热处理 ,得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I U特性曲线的Fowler Nordheim直线斜率的变化 ,结合残气质谱图的分析 ,研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响 ,并对其机理进行了初步讨论     

碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究

碳纳米管(Carbon nanotube, CNT)薄膜可作为场发射阴极材料,具有常温下工作、物理化学性能稳定、响应时间快等一系列优点,在各类电真空器件中具有潜在的应用价值。本文重点综述了兰州空间技术物理研究所近年来开展的碳纳米管阴极制备及其应用研究进展,总结了CVD法直接生长法制备不同微观形貌的碳纳米管薄膜的实验方法,分析了不同碳纳米管阴极的场发射特性,介绍了其在超高真空测量和空间电推进中的应用现状及最新进展。     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖，对它进行热处理，得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I－U特性曲线的Fowler-Nordheim直线斜率的变化，结合残气质谱图的分析，研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响，并对其机理进行了初步讨论。     

模拟研究常闭和常开工作模式下的平面栅极型碳纳米管场发射电子源

采用数值模拟的方法对比性地研究了常闭和常开工作模式下平面栅极型碳纳米管场发射电子源.静电场的数值计算结果显示:常闭工作模式下该电子源中阴极电极的表面电场分布不均匀,边缘处的高电场易导致其上的碳纳米管烧毁,从而引起场发射电流衰减.为了解决此问题,提出将常开工作模式用于该电子源,并证实常开工作模式能够用于该电子源,并有利于解决电流衰减问题.因此,相对于常闭工作模式,常开工作模式更适合平面栅极型碳纳米管场发射电子源.     

碳纳米管/聚四氟乙烯复合材料场发射特性研究

通过催化热解法制备了碳纳米管,采用机械共混法制作了碳纳米管/聚四氟乙烯复合材料场发射阴极,研究了不同碳纳米管质量分数对复合材料阴极场发射特性的影响,通过制作的封装结构,对比研究了真空环境下碳纳米管/聚四氟乙烯与碳纳米管/环氧树脂复合材料的场发射特性,证明碳纳米管/聚四氟乙烯复合材料更适用于场发射阴极的真空环境中,可以满足场发射显示器件的要求.     

玻璃上低温沉积碳纳米管薄膜及其场发射研究

本文从事的研究是碳纳米管(CNT)薄膜的制备及场发射效果分析。在普通玻璃衬底上用磁控溅射方法镀上金属钛层,用含铁杂质的碳化硅微粒对钛层进行抛光。利用微波等离子体化学气相沉积法,在小于500℃衬底温度下快速制备出CNT膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱,分析了薄膜的表面形貌和结构特性。通过二级管结构测试了聚晶膜的场致电子发射特性,对于制备的碳膜,在电场?时,最大场发射电流密度达?。并对其发射机理进行了研究。     

非晶碳包覆碳纳米管复合结构电泳沉积及其场发射性能研究

利用电泳法在镀镍的聚酰亚胺薄膜上制备了非晶碳包覆碳纳米管复合结构柔性冷阴极.利用扫描电镜观察了结构形貌.并对其场发射性能进行了研究.结果显示,该复合结构柔性冷阴极具有较低的开启电场和较高的发射电流密度.     

载气种类对微波CVD合成碳纳米管阵列生长的影响

以乙炔为碳源气体,采用微波辅助化学气相沉积法低温合成高纯度的垂直定向碳纳米管阵列。研究了分别以氮气和氩气为载气对碳纳米管阵列形貌结构的影响,并用扫描电子显微镜、透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米管形貌与结构进行观察和分析。结果表明:以氮气为载气合成的碳纳米管阵列纯度较高,直径分布均匀。并对碳纳米管阵列在微波场下的生长机理进行分析探讨。     

图形化的衬底电极改善碳纳米管的场发射特性

用电泳法将碳纳米管分别淀积到图形的和平面的ITO(铟锡氧化物)电极上作为场发射阴极并比较性的研究了它们的场发射特性.实验结果显示,相对于平面的衬底电极,斑条的ITO电极能够有效的改善碳纳米管的场发射特性.通过电场的数值计算,场发射特性的改善起源于斑条的ITO电极自身的表面电场增强引起了碳纳米管表面电场的两级放大.采用图形化衬底电极去制备碳纳米管阴极是改善碳纳米管场发射特性的一个简单、有效途径.     

碳纳米管负载铂金颗粒的微观形貌表征

以碳纳米管负载粒径小于10 nm的铂金纳米颗粒为研究对象,采用热场发射扫描电镜表征其微观形貌,探讨不同的探测器和加速电压对样品成像效果的影响。结果表明,对于同一种探测器,低加速电压测试条件下可获得比较清晰的样品表面细节;在加速电压为1 kV时,使用SE2和InLens探测器无法观测到碳纳米管表面负载的铂金纳米颗粒,而使用ESB探测器可以清晰观察到粒径为3～10 nm的铂金颗粒在碳纳米管上的分布情况。     

氧等离子处理时间对碳纳米管表面功能化的影响

利用氧等离子处理方法,改变处理时间,制备表面接枝官能团的功能化碳纳米管,研究氧等离子处理时间对碳纳米管表面功能化的影响。采用场发射扫描电镜(SEM)对改性后的碳纳米管的表面形貌进行表征,结果表明经氧等离子处理后的碳纳米管分散均匀,团聚现象减弱。采用X射线光电子能谱分析仪表征碳纳米管表面元素的含量,结果表明延长处理时间,可以有效提升碳纳米管表面的氧含量,当处理时间为15min时,表面氧含量最大,碳纳米管表面接枝率达到7.9%。     

改性Hummer法制备高羧基化多壁碳纳米管及其性能研究

采用了1种新的三成分氧化体系(浓硫酸/高锰酸钾/过氧化氢)对多壁碳纳米表面进行羧基化改性,并对比分析了反应过程中采用超声辅助的方式对碳纳米管羧基化程度的影响。红外和X射线光谱分析结果证实了改性多壁碳纳米管表面引入了含氧官能团如—COOH、—OH、—C=O等,且采用超声辅助的氧化体系氧化效果更好,所改性的羧基化多壁碳纳米管中氧含量高达20.98%(原子分数),明显高于文献中及市场上的羧基化多壁碳纳米管氧元素含量;通过对比改性前、后多壁碳纳米管在乙醇水溶液的分散性,结果表明采用本研究中的氧化体系进行改性的多壁碳纳米管的分散性有明显的提高;场发射扫描电镜观察改性后多壁碳纳米管的表面形貌进一步表明改性前、后的多壁碳纳米管结构长度未发生明显的缩短,而且羧基化过程中采用超声辅助获得的多壁碳纳米管未发生明显的团聚现象。     

多壁碳纳米管表面均匀沉淀包覆四氧化三铁及其磁性能的研究

本文用均匀沉淀的方法在多壁碳纳米管表面包覆了四氧化三铁(Fe3O4),采用场发射扫描电镜(FESEM)和场发射透射电镜(FETEM)对改性多壁碳纳米管表面形貌进行观察,采用场发射透射电镜附带的X射线能谱仪(EDX)对其表面成分进行测试,同时结合X射线衍射仪(XRD)对多壁碳纳米管表面包覆的晶体结构进行分析,最后采用振动样品磁强计(VSM)和网络矢量分析仪表征了Fe3O4包覆多壁碳纳米管的静态磁性能和动态电磁性能.结果表明,均匀沉淀Fe3O4包覆多壁碳纳米管的效果理想,相对原始多壁碳纳米管,改性后的多壁碳纳米管静态磁性能有了显著提高,比饱和磁化强度为12.15 emu/g.     

碳纳米管复合材料场发射性能研究现状

碳纳米管具有管径小、长径比高的结构以及物理化学性能稳定等优良特性,被认为是真空冷阴极场发射电子源和场发射平板显示理想的阴极材料。加之碳纳米管兼具有机械强度高、韧性好等出众的力学性能,使其成为复合材料的理想添加相,将其与其他材料复合,可以制备出具有更加出众性能的复合材料。近年来有关碳纳米管及其复合材料场发射研究已成为一个备受关注的热点。概述了阴极场发射理论以及与碳纳米管场发射相关的几种场发射物理机制,介绍了碳纳米管复合场发射阴极的研究现状及制备方法,最后对碳纳米管复合阴极场发射的发展前景进行了展望。     

热化学气相沉积法在硅纳米丝上合成碳纳米管

利用热化学气相沉积法在负载不同厚度催化剂的硅纳米丝(SiNW)表面生长碳纳米管(CNTs),探讨了生长条件对所合成SiNW-CNT的结构和场发射特性的影响.这种类似树状的三维结构具有较高碳纳米管表面密度及降低的电场筛除效应等潜在优势.使用拉曼光谱( Raman)、电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量扩散分光仪(EDS)分析了碳纳米管的结构性质,并在高真空下施加电场测得碳纳米管的场发射特性.结果表明:随硅纳米丝上负载催化剂镍膜厚度的变化,所合成碳纳米管的表面特性、结晶结构及功函数改变,导致电子发射难易程度的改变,进一步影响碳纳米管的场发射特性.     

不同基底上碳纳米管的制备及生长机理

以二茂铁为催化前驱物,C2H2为碳源,N2为载气,采用浮动催化法,在蓝宝石、单晶硅、石英、玻璃以及碳纤维基底上制备了不同形貌和结构的碳纳米管.利用扫描电子显微镜和Raman光谱对碳纳米管的形貌和微结构进行了表征.结果表明在蓝宝石和石英基底上所生长的碳纳米管薄膜具有较好的定向性和较高的石墨化程度;单晶硅基底上碳纳米管薄膜呈"底疏顶密"分布;而玻璃和碳纤维基底上所生长的碳纳米管不具有定向性.最后,对不同基底对碳纳米管生长的影响进行了分析和讨论.