定向阵列碳纳米管在化学和生物传感器中的应用

定向阵列碳纳米管(ACNTs)作为一种新型的有序碳类材料,相比无序碳纳米管有更大的比表面积和促进电子的传递,因此能进一步提高其作为传感器的灵敏度。该文综述了定向阵列碳纳米管的制备方法和基于定向阵列碳纳米管的化学和生物传感器研究进展。

低压下酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列

在低压条件下以酞菁铁为原料,采用独立双温控加热系统在石英玻璃基底上气相沉积制备了大面积准直性好和管径均匀的碳纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM/FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了定向碳纳米管的生长形态和结构.详细讨论了系统真空度、反应温度、气体流速及氢气和氩气的体积比例等参数对碳纳米管生长的影响,并测试了该碳纳米管的场发射性能及超电容性能.

酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列及其场发射性能研究(英文)

碳纳米管作为一种新型的光电材料有着广泛的应用,可用于平板显示器中的电子发射器件。定向碳纳米管阵列是碳纳米管的一种取向形态,具有其独特的性质。与缠绕无序的碳纳米管相比,定向碳纳米管更易分散、测量和应用。文章在低压条件下采用酞菁铁高温裂解法,在800～1000℃,以石英玻璃为基底,制备了大面积高度定向的碳纳米管。通过SEM和TEM对定向碳纳米管的结构进行分析。结果表明该法制备的碳纳米管长20μm,管径40～70nm,为竹节状结构的多壁碳纳米管。实验中发现系统真空度和生长温度都对定向碳纳米管生长有影响。通过对该碳纳米管进行场发射测试,结果表明此定向碳纳米管的开启电压仅为0.67V.μm-1(I=1μA),阈值电压为2.5V.μm-1,具有良好的场发射性能。

图案化定向碳纳米管阵列的场发射性能研究

考虑到碳纳米管的几何形貌会在一定程度上影响其场发射性能,如驱动电场,发射电流强度等,因此设计了3种不同的几何图案,并采用热气相化学沉积(TCVD)法制备出了相应几何结构的定向碳纳米管阵列;通过模拟计算和场发射测试实验,我们对以上3种结构的场发射性能进行比较,发现具有规则六边形蜂窝形状的碳纳米管阵列具有最强的边缘效应,最小的屏蔽效应,以及相同电场下最大的发射电流。

定向碳纳米管阵列应用的研究进展

与普通碳纳米管相比,定向碳纳米管阵列因具有独特的结构和更优异的力学、电学和热学特性而备受关注。表面超疏水改性、功能材料及强化传热是定向碳纳米管阵列应用的三个主要方面。对定向碳纳米管阵列在这三个领域应用的最新研究进展进行总结和分析,重点阐述定向碳纳米管阵列实际应用中主要存在的问题以及发展方向。

定向碳纳米管阵列的转移技术研究进展

定向碳纳米管阵列具有大的长径比、优异的力学性能以及良好的导电、导热特性,在微电子封装、热界面材料、场发射器和干粘附材料研发方面具有潜在优势。单晶硅是化学气相沉积法(CVD)制备定向碳纳米管阵列最佳的基底材料,但对于定向碳纳米管阵列的应用有所限制。目前在定向碳纳米管阵列转移方法上已汇集了大量的研究工作,着重介绍了当前主要的四种转移方法 -溶液刻蚀法、焊料转移法、化学转移法、粘结剂转移法,探讨了各种方法的优缺点,分析和展望了有利于定向碳纳米管阵列在干粘附材料上应用的转移方法。

氧化锌与定向碳纳米管复合纳米结构设计与场发射性能研究

考虑到目前方法制备出的氧化锌碳纳米管复合结构多为随机取向,会在一定程度上影响其场发射性能,例如发射电流稳定性、寿命等性能方面,提出了一种氧化锌纳米线与定向碳纳米管复合纳米结构阵列的制备方法,并制备出了相应的结构体。模拟计算和测试结果表明文中制备出的复合纳米结构阵列改善了单一纳米结构的场发射性能。与单纯碳纳米管阵列相比,开启场强下降了70%,阈值电压下降了50%,而且发射电流密度更大,稳定性更高。

载气种类对微波CVD合成碳纳米管阵列生长的影响

以乙炔为碳源气体,采用微波辅助化学气相沉积法低温合成高纯度的垂直定向碳纳米管阵列。研究了分别以氮气和氩气为载气对碳纳米管阵列形貌结构的影响,并用扫描电子显微镜、透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米管形貌与结构进行观察和分析。结果表明:以氮气为载气合成的碳纳米管阵列纯度较高,直径分布均匀。并对碳纳米管阵列在微波场下的生长机理进行分析探讨。

不锈钢基底碳纳米管阵列制备及基底弯曲研究

通过化学气相沉积法在不锈钢基底上制备定向度良好的垂直定向碳纳米管阵列。研究中发现在超薄柔性金属基底上制备碳纳米管阵列时,基底会随化学气相沉积过程发生弯曲变形。通过对比实验分析导致基底弯曲的原因,确定了变形与沉积的对应关系。采用预弯曲处理的方法克服了金属基底在制备碳管阵列时发生弯曲的问题。