转换垂直阵列式碳纳米管基底的研究

描述了一种将阵列式排列的碳纳米管膜完整地从沉积基底上逐层分离组装到新基底的技术。用扫描电镜研究了被分离的碳纳米管膜的形貌、黏结层的特点，并且对被分离的膜和膜与新基底的导电特性分别做了测试。电镜形貌分析表明构成碳纳米管膜的碳纳米管在被分离后可以保持原来的形貌，也可以呈弯曲状，这取决于分离膜时作用于膜表面的压力。电阻测试表明膜的表面电阻为10Ω，而膜与基底的电阻在有黏结层条件下小于0．1Ω。     

碳纳米管阵列辐射的实验研究

为了对碳纳米管阵列的辐射特性进行实验研究,通过采用在微带天线上加载碳纳米管阵列的方法对碳纳米管阵列进行馈电,并比较了两种微带天线加载碳纳米管阵列辐射方向图的变化,结果发现加载前后天线的S11以及辐射方向图均有明显变化,说明碳纳米管阵列能够显著改变天线的辐射特性,与理论预测相符。最后针对实验现象做了一些定性的解释。     

大规模制备定向排列的碳纳米管阵列

采用一种无模板的化学气相沉积法，在石英衬底上制备了大面积，高定向性、自支撑的碳纳米管阵列。二甲苯和二茂铁分别作为碳源和催化剂，连续进给到反应装置中，在一定温度条件下，碳纳米管自组织生成垂直于衬底方向的定向阵列。这种方法可以获得很高的生长速度，其最大长度可以达到几个毫米。拉曼光谱和高分辨透射电镜检测显示这种方法制备的碳纳米管具有较高的纯度和石墨化程度。     

基于半导体工艺制备碳纳米管阴极图形阵列

提出一种成本低、简单易行的碳纳米管图形阵列制备技术。首先在硅基底上采用热解工艺生长碳纳米管(CNT)阴极,再用光刻腐蚀法制备阴极图形阵列。研究了掩模精度及腐蚀液的浓度对图形阵列的影响,对所得到的图形样品进行XPS分析表明,图形腐蚀彻底、图形边沿轮廓清晰;以二极管结构FED测试场发射性能知:该阴极开启场1.5V/μm;在电场强度为2.0V/μm下,电流密度为58mA/mm2,发光亮度高达450cd/m2。     

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。     

最佳碳纳米管场发射阴极阵列密度的研究①

碳纳米管(CNT)作为理想的场发射阴极材料。它在场发射阴极阵列中的密度与阴极的场发射性能有着非常密切的关系。本文通过模拟计算找出了最佳碳纳米管场发射阴极阵列密度，并通过实验进行了验证。实验证实浓度为2．5％的碳纳米管浆料制得的阴极有最佳的阵列密度。     

图案化定向碳纳米管阵列的场发射性能研究

考虑到碳纳米管的几何形貌会在一定程度上影响其场发射性能,如驱动电场,发射电流强度等,因此本文设计了三种不同的几何图案,并采用热气相化学沉积（TCVD）法制备出了相应几何结构的定向碳纳米管阵列;通过模拟计算和场发射测试实验,我们对以上三种结构的场发射性能进行比较,发现具有规则六边形蜂窝形状的碳纳米管阵列具有最强的边缘效应,最小的屏蔽效应,以及相同电场下最大的发射电流。     

银表面上直立单壁碳纳米管阵列的制备

本文报道了如何用自组装技术在银表面构筑直立的单壁碳纳米管阵列,将化学气相沉积合成（CVD）的单壁碳纳米管在混酸（浓硫酸／浓硝酸＝3／1）中氧化使其在末端开口处带有羧基,利用羟基在银表面的成盐自组装来制备单壁碳纳米管阵列。结果表明,碳纳米管可有效地固定并直立在银表面,直立在银表面上的碳纳米管长度约在60－200nm。     

单壁碳纳米管阵列场效应特性的研究

单壁碳纳米管(Single-walled carbon nanotube,SWCNT)有许多异常的电特性,要完全实现其在实际电子系统中的潜在应用价值,需要在器件与电路的结合上有不断创新的方法。由于SWCNT在电子学上分为金属型和半导体型两大类,其中每一大类根据手性的不同在电特性上又各有差异,再加上要合成或合成后分离出单一手性的SWCNT,目前的技术还存在相当大的难度。结合化学气相沉积中的控制生长、控制转移排列整齐有序的SWC-NT阵列与微加工工艺等方法,将SWCNT阵列作为一个器件单元来进行测试,测试结果显示了一定的场效应特性。     

大电流密度碳纳米管阴极的生长及场发射性能研究

研究了碳纳米管作为大电流密度场发射阴极的CVD生长情况与场发射性能。结果表明,通过CVD生长的碳纳米臂的直径与催化剂颗粒的直径相近,其生长方向是随机的。根据薄膜厚度与催化剂颗粒的关系,认为通过控制催化剂薄膜的厚度可能会达到调节碳纳米管直径的目的。在实验中获得的碳纳米管具备了良好的场发射性能,在直径为0．13mm的圆形面积上获得的碳纳米管场发射平均电流密度达到1．28A／cm^2。     

大规模制备定向排列的碳纳米管阵列

采用一种无模板的化学气相沉积法 ,在石英衬底上制备了大面积 ,高定向性、自支撑的碳纳米管阵列。二甲苯和二茂铁分别作为碳源和催化剂 ,连续进给到反应装置中 ,在一定温度条件下 ,碳纳米管自组织生成垂直于衬底方向的定向阵列。这种方法可以获得很高的生长速度 ,其最大长度可以达到几个毫米。拉曼光谱和高分辨透射电镜检测显示这种方法制备的碳纳米管具有较高的纯度和石墨化程度     

Enhanced field emission and hysteresis characteristics of aligned carbon nanotubes with Ti decoration

The field emission behavior of aligned carbon nanotubes (CNTs) is remarkably improved by decorating their surfaces with Ti nanoparticles through a sputtering process. The CNT/Ti(4 nm) sample shows a low turn-on field of 0.63 V/μm at 10 μA/cm², low threshold field of 1.06 V/μm at 1 mA/cm², and maximum field emission current density of 23 mA/cm² at 1.80 V/μm. The enhanced field emission properties of the CNT/Ti samples are attributed to the added defect sites and Ti nanoparticles, which increase the field enhancement factor and density of emission sites. Stability measurements indicate that the Ti coating, which acts as a protective layer, also strengthens the field emission stability of the CNT arrays. Moreover, the extent of hysteresis in the current–voltage sweep highly depends on the voltage-sweep speed.     

利用化学气相沉积法在SiO2小球基底上制备纳米碳管的研究

利用匀胶机将经过超声混合的二氧化硅小球的酒精溶液旋涂在洗净的硅片上,获得了具有曲面的纳米碳管生长基底.利用以二茂铁和二甲苯作为反应前驱体的化学气相沉积法在该基底上实现了碳管在二氧化硅与硅之间的选择性生长,并在不同的沉积温度条件下,可以分别获得球状和束状碳管产物.通过扫描电镜观察分析经过退火处理的原始基底的表面形貌,讨论了碳管产物与反应温度之间的关系.     

Field electron emission of multiwalled carbon nanotubes and carbon nanofibers grown from Camphor

Vertically aligned carbon nanofibers (CNF) and multiwalled carbon nanotubes (MWCN) were synthesized from camphor by catalytic thermal chemical vapor deposition on Co and Co/Fe thin films (for CNF) and on silicon substrates using a mixture of camphor and ferrocene (for MWCN). CNF and MWCN were studied by scanning and transmission electron microscopy, visible Raman spectroscopy, X-ray diffraction in order to get insight into the microstructure and morphology of these materials. Field electron emission study indicates turn-on field of about 1.52, 2.3 and 4.3 V/μm for MWCN, Co/CNF and Co/Fe/CNF films, respectively; and threshold field of about 2.48, 3.1 and 6 V/μm, respectively. Our study indicates a better performance for field electron emission compared with some of the earlier published reports which might be due to higher aspect ratio, good graphitization and suitable density.     

应力诱导碳纳米管电阻的变化

利用三点弯曲法研究了掺杂和末掺杂碳纳米管薄膜应力诱导电阻的变化。该研究中所用的碳纳米管是用热灯丝化学汽相沉积法合成的。实验结果表明 ,碳纳米管有显著的应力诱导电阻变化的效应。当应力从 0 .2GPa增加到 1GPa时 ,膜的电阻相对变化从 7%增加到 11% ,而非掺杂的薄膜电阻变化小于掺杂膜的情况。电阻随应力变化的原因也许是带隙变化 (掺杂 )和管之间接触电阻变化 (非掺杂 )所致     

碳纳米管被动锁模光纤激光器的研究进展

单壁碳纳米管(SWCNTs)作为被动锁模材料具有许多优点:恢复时间快(＜1 ps)、饱和光强低、制各处理容易、成本低、工作光谱范围宽、化学稳定性好、与光纤兼容等,在超快激光器方面引起了人们的极大兴趣,并成功应用于固体、波导和光纤被动锁模激光器.本文对被动锁模超短脉冲光纤激光器的研究进展进行了综述,特别是对以单壁碳纳米管...     

碳纳米管团聚结构的电镜研究

纳米聚团床催化裂解法制得的碳纳米管均以团聚体形式存在，本文利用电子显微镜观察了两种碳纳米管团聚体的团聚结构，分散形态及微观结构，研究表明，纳米聚团床催化裂解法制备的碳纳米管具有多级团聚结构，范德华力及缠绕作用共同造成了多级团聚体的形成，细长的碳纳米管分散困难，易絮凝；短小弯曲的碳纳米管易于分散。     

Lead-free solder reinforced with multiwalled carbon nanotubes

In this study, varying weight percentages of multiwalled carbon nanotubes were successfully incorporated into 95.8Sn-3.5Ag-0.7Cu solder to synthesize novel lead-free composite solders. The composite solders were synthesized using a powder metallurgy route consisting of blending, compaction, sintering, and extrusion. The extruded materials were then characterized for their physical, thermal, and mechanical properties. With the addition of increasing weight percentage of carbon nanotubes, the composite solders experienced a corresponding decrease in density values and an improvement in wetting properties. The melting temperatures of the composite solders were found to be unchanged with additions of carbon nanotubes. However, improvements in the mechanical properties, in terms of microhardness and tensile properties, were observed with increasing weight percentages of carbon nanotubes.