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本文利用催化化学气相沉积法(CCVD)和微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)制备了两种低维纳米结构-碳纳米管和碳纳米带,使用扫描电子显微镜(SEM)、低分辨透射电子显微镜(LR-TEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、电子能量损失谱(EELS)、能量色散X射线谱(EDX)、X射线光电子谱(XPS)、场致电子发射(FEE)等测试手段,对合成样品的形貌、结构、成分和场发射性质进行了研究.采用催化化学气相沉积方法(三步升温工艺),以二茂铁、三聚氰胺混合物为原料,在光滑的二氧化硅、粗糙的多晶陶瓷基底上分别制备了碳纳米管阵列、碳纳米管束.结果显示,二氧化硅基片上生成了碳纳米管阵列,阵列碳纳米管薄膜表面被一个由铁、氧化铁和碳纳米粒子构成的壳层覆盖;合成的纳米管为多壁纯碳管,由类杯状石墨层构成的结组成;纳米管外径约22 nm,长度为10~40 μm;阵列碳纳米管薄膜场致电子发射的开启电场为14 V/μm,电流密度1 mA/cm<2>时对应电场为28.1 V/μm.多晶陶瓷基片上生成了碳纳米管束,这些纳米管束由阵列碳纳米管顶端劈裂而成,每一个纳米管束由几十至几百根纳米管沿同一方向松散排列构成;单根纳米管长度达上百微米,外径为15~80纳米,具有类钟状和类穹状两种微结构;碳纳米管束的场发射开启电场为2.9 V/μm,电流密度1 mA/cm<2>时对应电场为7.8 V/μm,场增强因子为2700;基底表面形貌对碳纳米管束的形成以及纳米管的微结构形貌有着重大影响.采用微波等离子化学气相沉积法,以H<,2>和CH<,4>为气源,在旋涂Co纳米粒子的单晶硅基底上制备了碳纳米带.碳纳米带宽度为几十纳米、长度约为1 μm;纳米带顶部为Co与Si形成的催化剂颗粒,纳米带的宽度与纳米粒子的尺寸相吻合;纳米带主要成分是碳,其中掺杂有微量的硅;纳米带的生长并不是一成不变的,纳米带在不同的生长阶段,因为生长条件的改变,形成位错,于是选择不同的晶面生长,形成细微的褶皱.