Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Поверхностная морфология подложки и катода, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа.
(a) Матрица столбиков Si, снятая под углом 45 градусов;
(b) матрица УНТ, снятая под углом 30 градусов;
(c) вид сверху на индивидуальный столбик, покрытый УНТ;
(d) изображение поверхности образца после 2 минут синтеза.
Рис. 2. Зависимость плотности тока эмиссии от напряженности электрического поля. На вставке показана та же характеристика в координатах
Фаулера-Нордгейма.

Полевой катод из УНТ, выращенный на массиве из столбиков нанопористого кремния

Ключевые слова:  периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

12 февраля 2008

Холодные полевые катоды на основе углеродных нанотрубок (УНТ) обладают выдающимися эмиссионными свойствами, что связано с высоким аспектным отношением УНТ и их хорошей электропроводностью. Одно из наиболее перспективных применений таких катодов связано с разработкой плоских мониторов, отличающихся низким уровнем потребляемой мощности по сравнению с традиционно используемыми термоэмиссионными катодами и пониженным напряжением питания по сравнению с холодными катодами на основе металлических эмиттеров. В связи с этим в настоящее время во многих лабораториях мира ведутся интенсивные исследования, направленные на разработку холодных катодов на основе УНТ. Целью этих исследований является максимально возможное повышение коэффициента усиления электрического поля, проявляемого индивидуальными эмиттерами и снижение пороговой напряженности электрического поля на эмиттере, обеспечивающей необходимую плотность тока эмиссии.

Недавно группа исследователей Zhengzhou Univ., (Zhengzhou, China) [1], разработала конструкцию полевого эмиссионного катода на основе УНТ, удовлетворяющую сформулированным выше требованиям. Это достигнуто благодаря специальной структуре подложки, а также в результате использования оригинальной процедуры роста УНТ. В качестве подложки использовали монокристаллическую пластинку из нанопористого кремния, подвергнутую травлению в плавиковой кислоте с небольшой добавкой нитрата железа. Образованная в результате травления поверхностная структура содержала матрицу столбиков нанопористого кремния (рис. 1а). Эту матрицу помещали в кварцевую трубку, где проводили синтез УНТ методом термического CVD. Согласно этой процедуре, печь нагревали до 820C в потоке чистого H2. Затем поток водорода при той же температуре заменяли на смесь H2:N2 в объемном отношении 3:7, в смесь вводили раствор ферроцена в ксилоле (концентрация 0.015 г мл−1) со скоростью 0.2 мл мин−1. Процесс синтеза продолжался 15 мин. Затем поток газовой смеси заменяли на чистый азот, и печь естественным образом охлаждали до комнатной температуры.

Микроизображения подложки, покрытой многослойными УНТ, показаны на рис. 1b-1d. Типичная длина нанотрубок составляет несколько мкм, а диаметр достигает 40 нм. По длине УНТ наблюдаются многочисленные гранулы, которые представляют собой наночастицы железа, образовавшиеся в результате разложения ферроцена и играющие роль катализатора при синтезе УНТ.

Эмиссионные вольтамперные характеристики катода (рис. 2) измеряли в условиях вакуума 6x10−5 Па при межэлектродном расстоянии 270 мкм. Площадь катода составляла 1.0´1.5 см2. Пороговая напряженность электрического поля, обеспечивающая плотность тока эмиссии 2 мкA см−2, составила 0.56 В мкм−1. Восстановленная на основании этой зависимости величина коэффициента усиления электрического поля (в предположении, что работа выхода электрона порядка 5 эВ) оказалась ~25000Э, что существенно превышает измеренные ранее величины. Столь высокий коэффициент авторы объясняют присутствием в образце наночастиц железа, которые снижают работу выхода электрона и увеличивают эффективную величину коэффициента усиления электрического поля.

А.В.Елецкий

1. X.J. Li, W.F. Jiang, Nanotechnology 18, 065203 (2007).


Источник: ПерсТ




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанопровод
Нанопровод

Итоги конкурса научных работ на премии имени академиков А.В. Новоселовой, В.И. Спицына и В.А. Легасова
Подведены итоги конкурса научных работ на премии имени академиков А.В. Новоселовой, В.И. Спицына и В.А. Легасова

Молодежная Школа-семинар "Основы социоинженерии"
Школа-семинар для молодых ученых «Основы социоинженерии» пройдет 21 и 22 мая 2018 г. в Институте проблем управления РАН.

Иранская трилогия. Часть 2. Иранское Сколково
Небольшой фоторепортаж о посещении в рамках Первой международной наноолимпиады Тегерана и окрестностей и неожиданном расцвете нанотехнологий в Исламской Республике Иран.

Материалы к защитам квалификационных работ магистров на ФНМ МГУ в 2018 году

22-25 мая 2018 года в аудитории 235 лабораторного корпуса Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ (начало в 11:00).

Иранская трилогия. Часть 3. Первая Международная наноолимпиада
Нанометр
Рассуждения и фоторепортаж, а также краткий рассказ о самой Первой международной наноолимпиаде в Тегеране, а также о неожиданном расцвете нанотехнологий в Исламской Республике Иран.

Naming story - Alternative version
Kira Efremova, Olga Efremova
Работа призеров III степени Фотоконкурса таблиц Д.И.Менделеева, посвященного Международному году Периодической таблицы химических элементов, XII Интернет-олимпиады по нанотехнологиям Kira Efremova (Windmill Hill Primary School) и Olga Efremova (University of Hull, Cheshire, United Kingdom).

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.