陣列式碳納米管膜的CVD法制備工藝及應用研究.pdf

1、碳納米管獨特的結(jié)構(gòu)使其在力學、電學、導熱材料、微波吸收等領域表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能,自1991年被發(fā)現(xiàn)以來,各國的科學家做了大量的研究工作,為碳納米管的應用奠定了一定的基礎。
　　 本文采用化學氣相沉積法制備陣列式碳納米管,系統(tǒng)地在工業(yè)化學氣相沉積爐中研究了二茂鐵/二甲苯比例、反應溫度、沉積時間、保護氣體(氬氣)流量等制備工藝對陣列式碳納米管膜質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn),陣列式碳納米管膜層的整體膜厚和層數(shù)隨沉積溫度的升高而增加,沉積溫度高

2、于900℃即不能生長出碳納米管;沉積溫度升高還導致了碳納米管管徑變細,單位面積內(nèi)管體數(shù)量增多,細徑碳納米管的相互纏繞也更嚴重;二茂鐵的含量增加時,管身和細管徑纏繞處的雜質(zhì)顆粒增多;氬氣流量較大時,碳納米管管身易附著有較多的雜質(zhì)顆粒;沉積時間增加,陣列式碳納米管膜層數(shù)的增多,導致整體膜厚也有所增加。
　　 針對對不同制備參數(shù)得到的陣列式碳納米管膜,進行了場發(fā)射特性測試與分析。結(jié)果表明,碳納米管膜的開啟和閾值場強隨沉積溫度的升高而降

3、低;二茂鐵含量增加時碳納米管膜的開啟場強降低,閾值場強卻有所增大。經(jīng)過場發(fā)射以后,碳納米管膜上的雜質(zhì)有所減少,說明場發(fā)射具有清潔碳納米管膜的效果。采用HC1處理和細砂紙研磨碳納米管膜,發(fā)現(xiàn)這兩種方法均可以使碳納米管膜上的雜質(zhì)減少,經(jīng)處理后碳納米管膜場發(fā)射電流的波動性也隨之降低。
　　 最后,研究陣列式碳納米管膜的基底轉(zhuǎn)移工藝,且進行了不同基底上(石英、銅、錫等)碳納米管膜的場發(fā)射性能測試。研究發(fā)現(xiàn),將石英基底碳納米管膜轉(zhuǎn)移至鋁箔