搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

碳纳米片-碳纳米管复合材料的一步合成及其场 发射性质研究

胡小颖 王淑敏 裴艳慧 田宏伟 朱品文

引用本文:
Citation:

碳纳米片-碳纳米管复合材料的一步合成及其场 发射性质研究

胡小颖, 王淑敏, 裴艳慧, 田宏伟, 朱品文

One-step synthesis of a carbon nano sheet-scarbon nanotubes composite and its field emission properties

Hu Xiao-Ying, Wang Shu-Min, Pei Yan-Hui, Tian Hong-Wei, Zhu Pin-Wen
PDF
导出引用
  • 利用等离子体化学气相沉积技术, 在引入Ti过渡层后的Co膜表面一步制备出碳纳米片-碳纳米管复合材料, 研究了Co膜厚度对复合材料形貌及场发射性质的影响. 当Co薄膜厚度为11 nm时, 得到了垂直基片定向生长的碳纳米管和碳纳米片复合物, 此时, 碳纳米片分布在碳纳米管的管壁上和管的顶端, 样品的场发射性能最佳.
    One-step synthesis of a carbon nano sheets-carbon nanotubes composite by plasma enhanced chemical vapor deposition and its field emission properties are investigated. We obtain the carbon nano sheets-carbon nanotube composite on the Co thin film with 20 nm Ti interlayer. We gain carbon nano sheets only on the Co thin films without Ti interlayer in the same growth conditions. The carbon nano sheets are distributed on the side wall and the top of carbon nanotubes. The Ti interlayer hinders the diffusion of Co into the silicon substrate and improves the catalytic capability of Co, thus it will help the growth of carbon nanotubes. When the thickness of Co film is 11 nm, the carbon nanotubes are vertically aligned on the flat Co film surface. Most of the carbon nano sheets are distributed on the top of the carbon nanotubes under this condition, which increases the number of emitters and enhances the field emission properties of the composites.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51002061, 51202017);吉林省自然科学基金 (批准号: 201115019, 201215104) 和吉林大学超硬材料国家重点实验室开放基金(批准号: 201215, 201110) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51002061, 51202017), the Natural Science Foundation of Jilin Province, China (Grant Nos. 201115019, 201215104) and the Open Project of State Key Laboratory of Superhard Materials (Jilin University), China ( Grant No. 201215, 201110).
    [1]

    Geim A K, Novoselov K S 2007 Nat. Mater. 6 183

    [2]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [3]

    Yao Z D, Li W, Gao X L 2012 Acta Phys. Sin. 61 117105 (in Chinese) [姚志东, 李炜, 高先龙 2012 物理学报 61 117105]

    [4]

    Hu F, Duan L, Ding J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 077201 (in Chinese) [胡飞, 段玲, 丁建文 2012 物理学报 61 077201]

    [5]

    Zheng W T, Ho Y M, Tian H W, Wen M, Qi J L, Li Y A 2009 J. Phys. Chem. C 113 9164

    [6]

    Hu X H, Xu J M, Sun L T 2012 Acta Phys. Sin. 61 047106 (in Chinese) [胡小会, 许俊敏, 孙立涛 2012 物理学报 61 047106]

    [7]

    Zhu X, Ning G Q, Fan Z J, Gao J S, Xu C M, Qian W Z, Wei F 2012 Carbon 50 2764

    [8]

    Li C Y, Li Z, Zhu H W, Wang K L, Wei J Q, Li X A, Sun P Z, Zhang H, Wu D H 2010 J Phys. Chem. C 114 14008

    [9]

    Zhu H Q, Zhang Y M, Yue L, Li W S, Li G L, Shu D, Chen H Y 2008 J. Power Sources 184 637

    [10]

    Deng J H, Zheng R T, Zhao Y, Cheng G A 2012 ACS Nano 6 3727

    [11]

    Pei Y H 2012 M. S. Dissertation (Changchun: Jilin University) (in Chinese) [裴艳慧 2012 硕士学位论文 (长春: 吉林大学)]

    [12]

    de los Arcos T, Vonau F, Garnier M G, Thommen V, Boyen H G, Oelhafen P, Duggelin M, Mathis D, Guggenheim R 2002 Appl. Phys. Lett. 80 2383

    [13]

    Kabir M S, Morjan R E, Nerushev O A, Lundgren P, Bengtsson S, Enokson P, Campbell E E B 2005 Nanotechnology 16 458

    [14]

    Sun X H, Li K, Wu R, Wilhite P, Saito T, Gao J, Yang C Y 2010 Nanotechnology 21 045201

    [15]

    Matsuda Y, Deng W Q, Goddard W A 2007 J. Phys. Chem. C 111 11113

  • [1]

    Geim A K, Novoselov K S 2007 Nat. Mater. 6 183

    [2]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [3]

    Yao Z D, Li W, Gao X L 2012 Acta Phys. Sin. 61 117105 (in Chinese) [姚志东, 李炜, 高先龙 2012 物理学报 61 117105]

    [4]

    Hu F, Duan L, Ding J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 077201 (in Chinese) [胡飞, 段玲, 丁建文 2012 物理学报 61 077201]

    [5]

    Zheng W T, Ho Y M, Tian H W, Wen M, Qi J L, Li Y A 2009 J. Phys. Chem. C 113 9164

    [6]

    Hu X H, Xu J M, Sun L T 2012 Acta Phys. Sin. 61 047106 (in Chinese) [胡小会, 许俊敏, 孙立涛 2012 物理学报 61 047106]

    [7]

    Zhu X, Ning G Q, Fan Z J, Gao J S, Xu C M, Qian W Z, Wei F 2012 Carbon 50 2764

    [8]

    Li C Y, Li Z, Zhu H W, Wang K L, Wei J Q, Li X A, Sun P Z, Zhang H, Wu D H 2010 J Phys. Chem. C 114 14008

    [9]

    Zhu H Q, Zhang Y M, Yue L, Li W S, Li G L, Shu D, Chen H Y 2008 J. Power Sources 184 637

    [10]

    Deng J H, Zheng R T, Zhao Y, Cheng G A 2012 ACS Nano 6 3727

    [11]

    Pei Y H 2012 M. S. Dissertation (Changchun: Jilin University) (in Chinese) [裴艳慧 2012 硕士学位论文 (长春: 吉林大学)]

    [12]

    de los Arcos T, Vonau F, Garnier M G, Thommen V, Boyen H G, Oelhafen P, Duggelin M, Mathis D, Guggenheim R 2002 Appl. Phys. Lett. 80 2383

    [13]

    Kabir M S, Morjan R E, Nerushev O A, Lundgren P, Bengtsson S, Enokson P, Campbell E E B 2005 Nanotechnology 16 458

    [14]

    Sun X H, Li K, Wu R, Wilhite P, Saito T, Gao J, Yang C Y 2010 Nanotechnology 21 045201

    [15]

    Matsuda Y, Deng W Q, Goddard W A 2007 J. Phys. Chem. C 111 11113

  • [1] 冯秋菊, 李芳, 李彤彤, 李昀铮, 石博, 李梦轲, 梁红伟. 外电场辅助化学气相沉积方法制备网格状β-Ga2O3纳米线及其特性研究. 物理学报, 2018, 67(21): 218101. doi: 10.7498/aps.67.20180805
    [2] 叶芸, 陈填源, 郭太良, 蒋亚东. 磁场辅助热处理金属化碳纳米管场发射性能. 物理学报, 2014, 63(8): 086802. doi: 10.7498/aps.63.086802
    [3] 冯秋菊, 许瑞卓, 郭慧颖, 徐坤, 李荣, 陶鹏程, 梁红伟, 刘佳媛, 梅艺赢. 衬底位置对化学气相沉积法制备的磷掺杂p型ZnO纳米材料形貌和特性的影响. 物理学报, 2014, 63(16): 168101. doi: 10.7498/aps.63.168101
    [4] 张培增, 李瑞山, 谢二庆, 杨华, 王璇, 王涛, 冯有才. 电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088101. doi: 10.7498/aps.61.088101
    [5] 吕文辉, 张帅. 接触电阻对碳纳米管场发射的影响. 物理学报, 2012, 61(1): 018801. doi: 10.7498/aps.61.018801
    [6] 郑新亮, 李广山, 钟寿仙, 田进寿, 李振红, 任兆玉. 激光烧蚀对碳纳米管薄膜场发射性能的影响. 物理学报, 2008, 57(12): 7912-7918. doi: 10.7498/aps.57.7912
    [7] 孙海军, 梁世东. Peierls相变与磁场中碳纳米管的场发射. 物理学报, 2008, 57(3): 1930-1934. doi: 10.7498/aps.57.1930
    [8] 柏 鑫, 王鸣生, 刘 洋, 张耿民, 张兆祥, 赵兴钰, 郭等柱, 薛增泉. 碳纳米管端口的场蒸发. 物理学报, 2008, 57(7): 4596-4601. doi: 10.7498/aps.57.4596
    [9] 秦玉香, 胡 明. 钛碳化物改性碳纳米管的场发射性能. 物理学报, 2008, 57(6): 3698-3702. doi: 10.7498/aps.57.3698
    [10] 郭大勃, 元 光, 宋翠华, 顾长志, 王 强. 碳纳米管的变温场发射. 物理学报, 2007, 56(10): 6114-6117. doi: 10.7498/aps.56.6114
    [11] 韩道丽, 赵元黎, 赵海波, 宋天福, 梁二军. 化学气相沉积法制备定向碳纳米管阵列. 物理学报, 2007, 56(10): 5958-5964. doi: 10.7498/aps.56.5958
    [12] 张 暐, 奚中和, 薛增泉. 石墨基底上垂直生长碳纳米管为芯的碳锥结构. 物理学报, 2007, 56(12): 7165-7169. doi: 10.7498/aps.56.7165
    [13] 郭平生, 陈 婷, 曹章轶, 张哲娟, 陈奕卫, 孙 卓. 场致发射阴极碳纳米管的热化学气相沉积法低温生长. 物理学报, 2007, 56(11): 6705-6711. doi: 10.7498/aps.56.6705
    [14] 李 强, 梁二军. 碳、碳氮和硼碳氮纳米管场发射性能的比较研究. 物理学报, 2005, 54(12): 5931-5936. doi: 10.7498/aps.54.5931
    [15] 宋教花, 张耿民, 张兆祥, 孙明岩, 薛增泉. 多壁碳纳米管阵列场发射研究. 物理学报, 2004, 53(12): 4392-4397. doi: 10.7498/aps.53.4392
    [16] 李海钧, 顾长志, 窦 艳, 李俊杰. 单根准直碳纳米纤维的场发射特性. 物理学报, 2004, 53(7): 2258-2262. doi: 10.7498/aps.53.2258
    [17] 闫小琴, 刘祖琴, 唐东升, 慈立杰, 刘东方, 周振平, 梁迎新, 袁华军, 周维亚, 王 刚. 衬底对化学气相沉积法制备氧化硅纳米线的影响. 物理学报, 2003, 52(2): 454-458. doi: 10.7498/aps.52.454
    [18] 张兆祥, 张耿民, 侯士敏, 张 浩, 顾镇南, 刘惟敏, 赵兴钰, 薛增泉. 利用场发射显微镜研究O2对单壁碳纳米管场发射的影响. 物理学报, 2003, 52(5): 1282-1286. doi: 10.7498/aps.52.1282
    [19] 陈小华, 吴国涛, 邓福铭, 王健雄, 杨杭生, 王淼, 卢筱楠, 彭景翠, 李文铸. 射频等离子体辅助化学气相沉积方法生长碳纳米洋葱. 物理学报, 2001, 50(7): 1264-1267. doi: 10.7498/aps.50.1264
    [20] 孙建平, 张兆祥, 侯士敏, 赵兴钰, 施祖进, 顾镇南, 刘惟敏, 薛增泉. 用场发射显微镜研究单壁碳纳米管场发射. 物理学报, 2001, 50(9): 1805-1809. doi: 10.7498/aps.50.1805
计量
  • 文章访问数:  3812
  • PDF下载量:  504
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-16
  • 修回日期:  2012-08-31
  • 刊出日期:  2013-02-05

碳纳米片-碳纳米管复合材料的一步合成及其场 发射性质研究

  • 1. 吉林大学材料科学与工程学院, 长春 130012;
  • 2. 长春大学理学院, 长春 130022;
  • 3. 吉林大学, 超硬材料国家重点实验室, 长春 130012
    基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51002061, 51202017);吉林省自然科学基金 (批准号: 201115019, 201215104) 和吉林大学超硬材料国家重点实验室开放基金(批准号: 201215, 201110) 资助的课题.

摘要: 利用等离子体化学气相沉积技术, 在引入Ti过渡层后的Co膜表面一步制备出碳纳米片-碳纳米管复合材料, 研究了Co膜厚度对复合材料形貌及场发射性质的影响. 当Co薄膜厚度为11 nm时, 得到了垂直基片定向生长的碳纳米管和碳纳米片复合物, 此时, 碳纳米片分布在碳纳米管的管壁上和管的顶端, 样品的场发射性能最佳.

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回