热化学气相沉积法在硅纳米丝上合成碳纳米管(英文)

利用热化学气相沉积法在负载不同厚度催化剂的硅纳米丝(SiNW)表面生长碳纳米管(CNTs),探讨了生长条件对所合成SiNW-CNT的结构和场发射特性的影响。这种类似树状的三维结构具有较高碳纳米管表面密度及降低的电场筛除效应等潜在优势。使用拉曼光谱(Raman)、电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量扩散分光仪(EDS)分析了碳纳米管的结构性质,并在高真空下施加电场测得碳纳米管的场发射特性。结果表明:随硅纳米丝上负载催化剂镍膜厚度的变化,所合成碳纳米管的表面特性、结晶结构及功函数改变,导致电子发射难易程度的改变,进一步影响碳纳米管的场发射特性。

铬酸及硝酸混合液处理以增强碳纳米管场发射(英文)

为了修饰碳纳米管(CNTs)的表面型态及改变碳纳米管的表面结构,进一步增强碳纳米管的场发射特性,使用铬酸及硝酸的混合溶液对碳纳米管进行后处理.采用SEM、TEM、Raman和EDS测试手段对样品的形貌、表面成份组成和微观结构特征进行了表征.场发射(FE)的数据显示,经过铬酸及硝酸的混合溶液处理20min的碳纳米管场发射电流比未经任何处理的碳纳米管场发射电流明显增加一个数量级以上,场发射电流增强的主要原因为样品上的碳纳米管的表面型态的改变,造成碳纳米管场发射增强因子β的增大.与单独使用硝酸溶液后处理比较,使用铬酸及硝酸的混合溶液对碳纳米管进行后处理可以得到较高的场发射电流及较低的起始电场.铬酸及硝酸的混合溶液处理方法能经济且有效增强碳纳米管的场发射特性.

Ni催化剂在N_2O/N_2/NH_3中退火对碳纳米管表面结构及场发射特性的影响(英文)

研究在N2O/N2/NH3氛围中对Ni催化剂进行退火处理,旨在探讨退火处理对所生成碳纳米管的表面结构及其发射特性的影响。从表面结构及表面元素分析结果发现:Ni催化剂在N2O/N2/NH3氛围中退火处理之后,Ni催化剂的颗粒大小及催化剂的化学成分发生改变,进而影响所合成的碳纳米管的表面结构及场发射特性。扫描电镜显示:经过N2O退火前处理后,催化金属薄膜在成核时较易形成均匀性的金属颗粒,且金属颗粒较小。比较经N2O/N2/NH3氛围退火处理之后所合成的碳纳米管结果,经过N2O前处理可以有效抑制非晶质碳的成长,使所成长出的碳纳米管数量最多、场发射电流最大。原因主要是因为N2O对催化剂镍膜金属前处理过程中分解出的氮原子及氧原子会活化及氧化催化剂Ni金属,并使所形成的Ni金属颗粒较小且更为均匀,造成表面型态上的显著改变,有助于使合成的碳纳米管场发射电流变大。

铬酸溶液后处理增强碳纳米管的场发射特性(英文)

采用铬酸溶液对碳纳米管进行后处理,旨在修饰碳纳米管的表面形态及改变碳纳米管的表面结构,进一步增强碳纳米管的场发射特性。铬酸溶液后处理与传统以硝酸后处理的方法不同之处在于,铬酸溶液可以更有效率地与非晶质碳及碳纳米管发生化学反应。可以预期碳纳米管经过铬酸溶液处理后,碳纳米管的表面形态、化学组成及场发射特性会产生很大的变化。场发射的数据显示,经铬酸溶液处理20min的碳纳米管场发射电流比未经过铬酸溶液处理的场发射电流有明显的增加。然而,长时间的铬酸溶液处理也会降低碳纳米管场发射特性。经铬酸溶液处理20min的碳纳米管场发射电流增强原因主要为适度的铬酸溶液处理可以改变碳纳米管的表面形态,使碳管的表面密度增大、场发射功函数降低。但过长时间的铬酸溶液后处理,又会造成碳纳米管数目减少及表面结构受到损害,导致碳纳米管场发射特性变差。

在发光二极管表面制备单层聚苯乙烯球的方法

基于水面乳胶颗粒的自组装特性,通过将稀释的聚苯乙烯球铺展在去离子水中,用表面活性剂加固后将其转移到氮化钾基发光二极管(简称GaN基LED)表面的方法制备较大面积的单层聚苯乙烯球颗粒.场发射扫描电子显微镜测试表明:该方法能在较短时间内在GaN基LED表面形成六角紧凑的聚苯乙烯微球的二维阵列,微球平均直径约为350 nm.加入75μL表面活性剂,利于形成二维结晶.这为聚苯乙烯球做掩模版粗化GaN表面,提高大功率GaN基LED的光提取率提供了一种有效的途径.

两段成长法改善微波电浆辅助化学气相沉积多晶金刚石之品质(英文)

以化学气相沉积法成长多晶金刚石薄膜时,薄膜的品质会受到成长时间、成长压力、反应气体比例、偏压与否及成核的机制等因素影响。研究采用微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)法,以甲烷(CH4)和氢气(H2)作为反应气体原料,在p型(111)硅基板沉积多晶金刚石薄膜。典型沉积多晶金刚石薄膜的制程可分为四个阶段:抛蚀表面阶段、渗碳阶段、偏压增强成核(BEN)阶段及成长阶段。研究将成长阶段划分为两个阶段,第一阶段压力较低(成长I阶段),第二阶段压力较高(成长II阶段)。结果表明:第一阶段可大大改善金刚石薄膜的品质,所获多晶金刚石薄膜的晶粒具有明确的颗粒边界、较低的碳化物或缺陷,电导率急剧降低,显现出本徵金刚石半绝缘的性质。可以认为金刚石薄膜品质的改善完全为低压成长所致。实验发现在成长I阶段或成长II阶段施加偏压时,只会降低多晶金刚石薄膜的品质。

利用前后处理技术改进钛/硅基板上的类金刚石场发射特性(英文)

采用微波等离子体化学气相沉积系统在钛/硅基板上沉积类金刚石薄膜,并利用拉曼光谱仪、扫瞄式电子显微镜及原子力显微镜研究了氢等离子体前处理及快速退火后处理对类金刚石薄膜场发射特性之影响。在沉积类金刚石薄膜之前,钛/硅基板使用了两种前处理技术:第一种为研磨金刚石粉末,第二种为研磨金刚石粉末后外加氢等离子体刻蚀处理。成长类金刚石薄膜后进行快速退火处理。发现不论是氢等离子体前处理还是快速退火后处理皆能改善场发射特性,其中经退火后处理的场发射特性比氢等离子体前处理的场发射特性改善更明显。其因之一在于快速退火后处理可在类金刚石薄膜表面形成sp2丛聚,提供了很多的场发射子,也同时增加了表面粗糙度;另一个原因可能是在快速退火后处理期间会使类金刚石薄膜进一步石墨化,因而提供了许多电子在通过类金刚石薄膜时的传输路径。研究结果表明:利用适当的前后处理技术可改进类金刚石薄膜的场发射特性,进而做为冷阴极材料之应用。