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

 

Непослушные цифры
Непослушные цифры

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

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!



 
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.