碳纳米墙场发射冷阴极电场性质研究

利用静电场理论求解拉普拉斯方程,给出了碳纳米墙冷阴极的电势分布。根据电势和场强的梯度关系得到场强分布,发现在碳纳米墙顶端附近场强相对背景场有较大增强;在与碳纳米墙垂直方向上,场强较迅速地恢复为背景场;纳米墙顶端至阳极方向上,场强随场点与碳纳米墙的顶端距离的增大而迅速减小至一个固定值;纳米墙越高,场增强因子越大,尖端效应越明显,所得结论为碳纳米墙或碳纳米管作场发射材料提供了理论参考。

ECR微波等离子体对单晶金刚石表面的碳纳米墙修饰

利用电子回旋共振(ECR)微波等离子体,在CH4/H2体系下,对高温高压单晶金刚石表面进行了碳纳米墙修饰。通过等离子体发射光谱研究ECR等离子体内基团的谱线强度在不同工作气压、CH4浓度下的变化规律,结合扫描电子显微镜对单晶金刚石表面的微观形貌进行分析,进一步研究了工作气压和CH4浓度对碳纳米墙修饰结果的影响。结果表明:碳纳米墙的取向性受工作气压影响大,低气压(0.07 Pa)条件下生长的碳纳米墙垂直取向明显,金刚石表面也出现垂直刻蚀形貌;在高气压(5 Pa)条件下生长的碳纳米墙取向性较差。同时,碳纳米墙生长的临界CH4浓度也与工作气压有关:低气压条件下碳纳米墙生长的临界CH4浓度高,工作气压为0.07 Pa时,碳纳米墙生长的临界CH4浓度为3%;工作气压升至5 Pa时,碳纳米墙生长的临界CH4浓度降为1%,碳纳米墙密度随CH4浓度升高而增大。

多皱纹纳米石墨片的制备及其工艺研究

在500℃下,采用PECVD法在以玻璃为衬底的多种金属镀层上成功制备出纳米石墨片。SEM分析表明,不同催化剂层上生长的二维纳米石墨片在形态上存在显著区别。在所涉及的工艺参数范围内,Ni/Zn复合金属镀层上二维纳米石墨片的生长效率最高,且在部分区域具有碳纳米墙形貌特征。TEM分析表明,所生长的二维纳米石墨片具有大量皱纹,且皱纹具有指纹形的石墨层状结构。纳米尺度的皱纹随机分布于整个二维纳米石墨片中,与超薄石墨烯自然形成的皱褶存在显著区别。根据指纹形皱纹的最大层数估计,石墨片的厚度在10nm左右,这种多皱纹纳米石墨片反映了催化剂对二维石墨生长的影响。这种材料除了可作为场发射冷阴极外,在催化剂载体以及气敏传感器等领域都可能有重要应用。