Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Частицы катализатора влияют на ток эмиссии нанотрубок

21.10.2010 Hi-tech

Полевые электронные эмиттеры на базе углеродных нанотрубок (УНТ) отличаются высоким током эмиссии при довольно маленьком приложенном напряжении (на уровне 1000 В). Разработка подобных систем требует решения многих технических неприятностей, каковые прежде всего связаны с необходимостью выращивания однородных массивов вертикально ориентированных УНТ заданной геометрии

Нанотрубки, составляющие эмиссионный катод, в большинстве случаев содержат железные частицы катализатора, наличие которых смогут поменять эмиссионные особенности УНТ. Такие частицы сопровождают рост нанотрубки и вряд ли смогут быть легко удалены по окончании роста, в то время, когда необходимость в их присутствии отпадает. Тем самым появляется неприятность изучения особенностей таких установления и частиц их влияния на эмиссионные чертей катода.

Сравнительно не так давно несколько сотрудников центра нанотехнологий г. Саппоро (Япония), подробно изучила поведение частицы катализатора, находящейся на вершине нанотрубки в ходе полевой электронной эмиссии.Частицы катализатора влияют на ток эмиссии нанотрубок Отдельная многослойная нанотрубка, выращенная способом химического осаждения паров (CVD) с применением в качестве катализатора частиц железа, помещалась в камеру просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), действующий при давлении 10-8 Торр и напряжении 200 кэВ.

Высота нанотрубки составляла 1.9 мкм, а ее внутренний и наружный диаметр равнялись 26.2 нм и 67.3 нм, соответственно. Расстояние между катодом, роль которого игралась нанотрубка, и анодом составляло 0.25 мм, а величина приложенного к аноду напряжения изменялась до 1 кВ. Наблюдения, выполненные посредством ПЭМ, говорят о том, что при токе эмиссии, превышающем 30 мкА, частица катализатора ведет себя подобно капле.

Она движется по направлению к вершине нанотрубки, тогда как часть материала катализатора остается в слое аморфного углерода, покрывающем нанотрубку. В следствии этого перемещения ток эмиссии быстро спадает, не смотря на то, что приложенное напряжение остается неизменным. После этого жидкая частица стекает с вершины УНТ, разделяясь на пара фрагментов, что сопровождается резким возрастанием тока эмиссии приблизительно с 20 до 40 мкА.

При столь высоком токе эмиссии в межэлектродном промежутке отмечается электрический разряд, вызывающий разрушение эмиттера. Подобное поведение частицы катализатора, находящейся на поверхности УНТ, наблюдалось кроме этого в отсутствие эмиссии, при нагреве нанотрубки посредством вольфрамовой спирали диаметром 25 мкм до температуры 723 К и выше. Это показывает на единую обстоятельство обрисованного поведения частицы катализатора, связанную с ее нагревом.

Не смотря на то, что главные изюминки поведения частицы обусловлены ее нагревом, некое влияние на это поведение оказывает приложенное электрическое поле. Это направляться из наблюдений, выполненных при разной величине и направлении электрического поля и говорящих о эффекте вертикального выстраивания нанотрубки при напряжении выше 900 В.

А. Елецкий

  • 1. T.Fujieda et al., Appl. Phys. Express 1, 014002 (2008)

Случайные записи:

Как проверить катализатор. Просто о сложном


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,