碳納米顆粒的制備及其光電特性研究.pdf

1、近年來,碳納米顆粒以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)等特性引起了科學(xué)家的研究興趣。本論文首先綜述了碳材料體系的發(fā)展以及合成碳納米顆粒方法的研究進(jìn)展,進(jìn)而介紹了簡(jiǎn)單低成本火焰法大量合成碳納米顆粒的工藝并研究了其形成機(jī)理。在以上研究基礎(chǔ)上,深入研究了碳納米顆粒的場(chǎng)致電子發(fā)射性能、紅外光電性能,并研制出柔性全碳紅外探測(cè)陣列器件原型。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.發(fā)展了一種使用酒精燈火焰在各種襯底生長(zhǎng)碳納米顆粒的方法。這種方法具有簡(jiǎn)單

2、直接、低成本、不需要使用任何催化劑和特殊襯底、環(huán)境友好、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。研究表明,合成時(shí)間和合成溫度對(duì)碳納米顆粒的生長(zhǎng)具有重要的影響。此外,我們還探討了碳納米顆粒的生長(zhǎng)機(jī)理,認(rèn)為乙醇的裂解反應(yīng)產(chǎn)生的乙醛和乙烯等產(chǎn)物對(duì)碳納米顆粒的形貌形成具有十分重要的作用。
　　2.研究了生長(zhǎng)在柔性碳布上的碳納米顆粒的場(chǎng)致電子發(fā)射性能。研究表明,其場(chǎng)致電子發(fā)射閾值電場(chǎng)約為2.8MV/m,發(fā)射的電流密度高達(dá)108mA/cm2。這種優(yōu)異的場(chǎng)致電子發(fā)

3、射性能與其高的熱導(dǎo)率(2.34W/m?K)有關(guān)。
　　3.發(fā)展了用干法轉(zhuǎn)移法制備基于碳納米顆粒的柔性紅外探測(cè)器器件原型。研究表明,該器件對(duì)紅外光的響應(yīng)時(shí)間約為68ms,最大電流變化為52.9％,可以探測(cè)功率密度低至56μW/mm2的紅外光。此外,該器件還展示出自清潔功能,其表面接觸角約為150.2°,滾動(dòng)角約為4°。
　　4.研制了具有簡(jiǎn)單象素(2×2)的柔性紅外探測(cè)器器件原型。通過與單片機(jī)系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)了每個(gè)象素的數(shù)字化顯