Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование эмиссионных свойства углеродных нанотрубок и приборов на их основе

ФИО: Сафонова Н. Н.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Иржак Артемий Вадимович

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Академическая группа: ММП-14-1

Благодаря высокому аспектному отношению в сочетании с хорошими электрическими и механическими свойствами, а также повышенной термической и химической стабильностью углеродные нанотрубки (УНТ) рассматриваются как перспективный холодный полевой эмиттер электронов.

Целью исследования является создание устройства для измерения эмиссии УНТ и анализа эмиссионных свойств УНТ.

Задачи, выполненные в рамках данной работы:

• описан рост углеродных нанотрубок;

• разработана измерительная установка для исследования эмиссии электронов в вакууме;

• проведены исследования на образцах, полученных в стандартных условиях осаждения;

• предложена модифицированная схема тока эмиссии электронов.

Описание выполненных работ:

Была разработана специальная вакуумная установка для измерения эмиссии УНТ, представляющая собой металлические контакты из полированной меди, на одном из которых закреплен исследуемый образец, а на другом – диэлектрическая прокладка с диафрагмой диаметром 3 мм. Электроды с исследуемым образцом помещались в вакуумный пост, и последовательно подключались к источнику электрического напряжения и пикоамперметру. Измерения эмиссии производились при давлении остаточного газа около 10–3 торр и на воздухе при смене полярности источника питания.

В результате было показано, что максимальный ток эмиссии 0,19 нА/см2 достигается при напряженности электрического поля 0,9 В мкм. В литературе, пороговая напряженность электрического поля, обеспечивающая плотность тока эмиссии 2 мкA см−2, составила 0,56 В мкм−1 (рисунок 1) [1]. В нашем случае, столь малое значение эмиссии связано с недостаточной величиной приложенного напряжения. Чтобы повысить это значение, в дальнейшем планируется добавить нагреватель.

Рисунок 1 – Зависимость плотности тока эмиссии от напряженности электрического поля. На вставке показана та же характеристика в координатах Фаулера–Нордгейма [1]

[1] – X.J. Li, W.F. Jiang, Nanotechnology 18, 065203 (2007)