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不锈钢基板上合成碳纳米线圈及其场发射特性
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TN452[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金(51072027,61137005).
中文摘要:

在滴有锡溶液的普通不锈钢片上,利用热化学气相沉积法合成了碳纳米线圈。在900℃煅烧导致不锈钢片表面的皲裂,使得Fe(Ni)和sn能够充分融合,并形成了适合于碳纳米线圈生长的具有活性的Fe(Ni)-Sn-O催化剂颗粒。研究分散在n型硅基板上的合成碳纳米线圈的场发射特性。结果表明碳纳米线圈具有大小为1.6V/ram的低开启电场。单根直立的和躺倒的碳纳米线圈上的电场分布成功地解释了Fowler-Nordheim(F-N)图的“行为”。同时发现躺倒的碳纳米线圈上的场增强因子β是躺倒的碳纳米管上的2.25倍。这是因为碳纳米线圈的螺旋结构减少了周围基板对其的屏蔽效应。在这种情况下,碳纳米线圈更易发射电子,有望应用在X射线源,场发射显示器和其他微纳米装置中。

英文摘要:

Carbon nanocoils (CNCs) were synthesized by a thermal chemical vapor deposition (CVD) method over fin-coated type 202 stainless steel (SS) plates (Cr 15%, Mn 10%, Ni 1% ). It is considered that the calcination at 900℃ leads to the crazing of the SS surface, which causes the Fe (Ni) and Sn to be fully mixed and forms active Fe (Ni)-Sn-O catalyst particles suitable for the growth of CNCs. However, the Cr in the catalyst particles is below the limitation of detection, and its role is currently not un derstood. The electron field-emission properties of as-grown CNCs dispersed on an n-type Si substrate were also investigated. It is found that the CNCs exhibit a low turn-on electric field of I. 6 V/re. The distributions of electric fields on a stand-up and a laid down CNC successfully explain the behavior of the Fowler-Nordheim (F-N) plot. The field enhancement factor for the laid-down CNC is 2.25 times larger than that for a laid-down multiwall carbon nanotube (CNT). This is because the helical morphology of the CNCs can reduce the screening effect produced by the surrounding substrate. In this case, CNCs can more easily emit electrons, and show promise for use in X-ray sources, field emission displays and other micro- or nano-devices.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764