鎳膜厚度對奈米碳管的結構與場發射特性之影響

The Effect of Nickel Thickness on the Structure and Field-emission Properties of Carbon Nanotubes

莊佳智(C. C. Chuang) ； 黃金花(J. H. Huang) ； 莊鎮宇(Z. Y. Juang) ； 蔡春鴻(C. H. Tsai) ； 陳世溥(S. P. Chen) ； 林諭男(I. N. Lin)

《材料科學與工程》 34卷2期 (2002/06) Pp. 112-116

https://doi.org/10.6409/JMSE.200206.0112

摘要

本研究以大面積成長方式，利用微波加熱化學氣相沉積成長法成長奈米碳管，可在相同成長條件下，得到不同催化劑厚度對成長奈米碳管的影響。當鎳膜厚度在5μm到100μm時，奈米碳管的直徑、長度和場發射特性都和催化劑層厚度息息相關，為一正比關係。當鎳膜厚度在100μm時，所成長的奈米碳管具有最佳的顯微結構，其直徑為88 nm大小，長度大於3μm，因此其長寬比高於34，使得起始電場相當低(~0.11 V/μm)，且電場在5 V/μm時，電流密度有2.26 mA/cm平方的表現。

關鍵字

鎳膜 ； 場發射 ； 奈米碳管 ； 化學氣相沉積

並列摘要

In this study, we investigated the effect of nickel thickness on the structure and field-emission properties of carbon nanotubes (CNTs) films grown by microwave heating chemical vapor deposition. We found that the diameter, length, and field emission of CNTs films are strongly related to the nickel thickness in the range of 5-100 nm; i.e. these properties increase with the increasing nickel thickness. Specifically, the CNTs film grown on 100-nm-thick Ni exhibits the best microstructure and filed emission: a high aspect ratio of ＞34, a low turn-on field (~0.11V/μm), and a current density of 2.26 mA/cm2 when the electric filed is 5 V/μm.

並列關鍵字

Nickel ； Field emission ； Carbon nanotubes ； Chemical vapor deposition