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

铜基碳纳米管薄膜的制备及其强流脉冲发射特性研究

麻华丽 霍海波 曾凡光 向飞 王淦平

引用本文:
Citation:

铜基碳纳米管薄膜的制备及其强流脉冲发射特性研究

麻华丽, 霍海波, 曾凡光, 向飞, 王淦平

Synthesis of CNT film on Cu and its intense pulsed emission characteristics

Ma Hua-Li, Huo Hai-Bo, Zeng Fan-Guang, Xiang Fei, Wang Gan-Ping
PDF
导出引用
  • 为了研究碳纳米管薄膜的强流脉冲发射特性, 采用酞菁铁高温热解方法在机械抛光铜基底上直接生长了碳纳米管薄膜 (Cu-CNTs), Cu-CNTs生长方向各异. 在20 GW脉冲功率源系统中采用二极结构对Cu-CNTs的强流脉冲发射特性进行研究, 研究结果表明: 在单脉冲发射条件下, 随脉冲电场峰值的增大, Cu-CNTs薄膜的发射电流峰值呈线性增加, 当宏观场强为15.5 V/μ时, 发射脉冲电流的峰值可达到5.56 kA, 对应的发射电流密度0.283 kA/cm2, 当宏观场强达到32.0 V/μ时, 发射脉冲电流的峰值可达到18.19 kA, 对应的发射电流密度0.927 kA/cm2, 发射电流能力明显优于已有报道. 在相同峰值, 连续多脉冲情况下, 碳纳米管薄膜具有良好的发射可重复性, 且发射性能稳定.
    In order to study intense pulsed emission characteristics of carbon nanotube films (CNTs), CNTs were synthesized on the surface of Cu substrate (Cu-CNTs) by pyrolysis of iron phthalocyanine (FePc). Orientations of CNTs obtained are different from one another. Intense pulsed field emission of CNTs was measured on the 20GW pulse power system using a diode structure. For single pulse emission, the emission current peak of Cu-CNTs increases linearly with pulse field peak, at the applied peak electric field of ~15.5 V/μ; the current peak is ~5.56 kA, and equivalent emission current density is ~0.283 kA/cm2. At the applied peak electric field of ~32.0 V/μ, the current peak can achieve ~18.19kA, and the equivalent emission current density is~0.927 kA/cm2; the ability of emission current of CNTs is obviously better than that reported. In many continuous and similar peak pulse emissions, Cu-CNTs provide with good repeatability of pulsed emission, and present better emission stability.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51072184, 50972132, 51002143, 61274012, 61172041);航空科学基金项目 (批准号: 2011ZF55015);河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目 (批准号: 2011GGJS-140);河南省基础与前沿技术研究计划项目 (批准号: 112300410264)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51072184, 50972132, 51002143, 61274012, 61172041), the Aeronautical Science Foundation of China (Grant No. 2011ZF55015), Foundation for University young Key Teacher by Henan province, China (Grant No. 2011GGJS-140), and the Basic and Advanced Technology Program of Henan, China (Grant No. 112300410264).
    [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Yang D J, Wang S G, Zhang Q, Sellin P J, Chen G 2004 Phys. Lett. A 329 207

    [3]

    Novak J P, Lay M D, Perkins F K, Snow E S 2004 Solid-State Ele. 48 1753

    [4]

    Tsukagoshi K, Yoneya N, Uryu S, Aoyagi Y, Kanda A, Ootuka Y, Alphenaar B W 2002 Phys. B Condensed Matter 323 107

    [5]

    Fennimore A M 2007 Nature 424 408

    [6]

    Kawakita K, Hata K, Sato H, Saito Y 2006 J. Vac. Sci. Technol. B 24 950

    [7]

    Teo K B K, Minoux E, Hudanski L, Peauger F, Schnell J P, Gangloff L, Legagneux P, Dieumegard D, Amaratunga G A J, Milne W I 2005 Nature 437 968

    [8]

    Bonard J M, Dean K A, Coll B F, Klinke C 2002 Phys. Rev. Lett. 89 7602

    [9]

    Seelaboyina R, Huang J, Choi W B2006 Appl. Phys. Lett. 88 194104

    [10]

    Ma H L, Zhang X Y, Qiao S Z, Zhang R, Zeng F G, Xia L S 2012 Advanced Materials Research 586 130

    [11]

    Zeng F G, Li X, Liu W H, Qiao S Z, Ma H L, Zhang R, Xia L S, Chen Y, Liu X G, Zhang H 2011 Chinese Sci Bull. 56 2379

    [12]

    Miao Q L, Zhang Y, Xia L S, Huang Y H, Qi J J, Gao Z J, Zhang H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5335 (in Chinese) [廖庆亮, 张跃, 夏连胜, 黄运华, 齐俊杰, 高战军, 张篁 2007 56 5335]

    [13]

    Miao Q L, Zhang Y, Xia L S, Qi J J, Huang Y H, Deng Z Q, Gao Z J, Cao J W 2008 Acta Phys. Sin. 57 2328 (in Chinese) [ 廖庆亮, 张跃, 夏连胜, 齐俊杰, 黄运华, 邓战强, 高战军, 曹佳伟 2008 57 2328]

    [14]

    Zeng F G, Li X, Liu W H, Qiao S Z, Ma H L, Zhang R, Xia L S, Xia L S, Chen Y, Liu X G, Zhang H 2012 Chinese Sci. Bull. 57 1739

  • [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Yang D J, Wang S G, Zhang Q, Sellin P J, Chen G 2004 Phys. Lett. A 329 207

    [3]

    Novak J P, Lay M D, Perkins F K, Snow E S 2004 Solid-State Ele. 48 1753

    [4]

    Tsukagoshi K, Yoneya N, Uryu S, Aoyagi Y, Kanda A, Ootuka Y, Alphenaar B W 2002 Phys. B Condensed Matter 323 107

    [5]

    Fennimore A M 2007 Nature 424 408

    [6]

    Kawakita K, Hata K, Sato H, Saito Y 2006 J. Vac. Sci. Technol. B 24 950

    [7]

    Teo K B K, Minoux E, Hudanski L, Peauger F, Schnell J P, Gangloff L, Legagneux P, Dieumegard D, Amaratunga G A J, Milne W I 2005 Nature 437 968

    [8]

    Bonard J M, Dean K A, Coll B F, Klinke C 2002 Phys. Rev. Lett. 89 7602

    [9]

    Seelaboyina R, Huang J, Choi W B2006 Appl. Phys. Lett. 88 194104

    [10]

    Ma H L, Zhang X Y, Qiao S Z, Zhang R, Zeng F G, Xia L S 2012 Advanced Materials Research 586 130

    [11]

    Zeng F G, Li X, Liu W H, Qiao S Z, Ma H L, Zhang R, Xia L S, Chen Y, Liu X G, Zhang H 2011 Chinese Sci Bull. 56 2379

    [12]

    Miao Q L, Zhang Y, Xia L S, Huang Y H, Qi J J, Gao Z J, Zhang H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5335 (in Chinese) [廖庆亮, 张跃, 夏连胜, 黄运华, 齐俊杰, 高战军, 张篁 2007 56 5335]

    [13]

    Miao Q L, Zhang Y, Xia L S, Qi J J, Huang Y H, Deng Z Q, Gao Z J, Cao J W 2008 Acta Phys. Sin. 57 2328 (in Chinese) [ 廖庆亮, 张跃, 夏连胜, 齐俊杰, 黄运华, 邓战强, 高战军, 曹佳伟 2008 57 2328]

    [14]

    Zeng F G, Li X, Liu W H, Qiao S Z, Ma H L, Zhang R, Xia L S, Xia L S, Chen Y, Liu X G, Zhang H 2012 Chinese Sci. Bull. 57 1739

  • [1] 蔡丹, 刘列, 巨金川, 王海涛, 赵雪龙, 王潇. 碳纳米管和天鹅绒阴极强流发射特性的对比研究.  , 2016, 65(4): 045202. doi: 10.7498/aps.65.045202
    [2] 王益军, 严诚. 不同电场下碳纳米管场致发射电流密度研究.  , 2015, 64(19): 197304. doi: 10.7498/aps.64.197304
    [3] 胡小颖, 王淑敏, 裴艳慧, 田宏伟, 朱品文. 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.  , 2013, 62(3): 038101. doi: 10.7498/aps.62.038101
    [4] 吕文辉, 张帅. 接触电阻对碳纳米管场发射的影响.  , 2012, 61(1): 018801. doi: 10.7498/aps.61.018801
    [5] 袁学松, 张宇, 孙利民, 黎晓云, 邓少芝, 许宁生, 鄢扬. 碳纳米管冷阴极脉冲发射特性及仿真模型研究.  , 2012, 61(21): 216101. doi: 10.7498/aps.61.216101
    [6] 谌怡, 张篁, 杨安民, 夏连胜, 刘星光. 碳纳米管阴极强流脉冲发射放气特性研究.  , 2012, 61(7): 072901. doi: 10.7498/aps.61.072901
    [7] 谌怡, 张篁, 刘星光, 夏连胜, 杨安民. 碳纳米管阴极强流脉冲发射放气质谱分析.  , 2011, 60(8): 080702. doi: 10.7498/aps.60.080702
    [8] 王益军, 王六定, 杨敏, 刘光清, 严诚. 分层掺B和吸附H2O碳纳米管的结构稳定性及电子场发射性能.  , 2010, 59(7): 4950-4954. doi: 10.7498/aps.59.4950
    [9] 孟利军, 肖化平, 唐超, 张凯旺, 钟建新. 碳纳米管-硅纳米线复合结构的形成和热稳定性.  , 2009, 58(11): 7781-7786. doi: 10.7498/aps.58.7781
    [10] 徐 波, 潘必才. 碳纳米管中α-Ga和β-Ga纳米线相对稳定性的理论研究.  , 2008, 57(10): 6526-6530. doi: 10.7498/aps.57.6526
    [11] 秦玉香, 胡 明. 钛碳化物改性碳纳米管的场发射性能.  , 2008, 57(6): 3698-3702. doi: 10.7498/aps.57.3698
    [12] 廖庆亮, 张 跃, 黄运华, 齐俊杰, 高战军, 夏连胜, 张 篁. 碳纳米管阴极的短脉冲爆炸场发射与等离子体膨胀.  , 2008, 57(3): 1778-1783. doi: 10.7498/aps.57.1778
    [13] 廖庆亮, 张 跃, 夏连胜, 齐俊杰, 黄运华, 邓战强, 高战军, 曹佳伟. 丝网印刷制备碳纳米管阴极的强流脉冲发射特性研究.  , 2008, 57(4): 2328-2333. doi: 10.7498/aps.57.2328
    [14] 欧阳玉, 彭景翠, 王 慧, 易双萍. 碳纳米管的稳定性研究.  , 2008, 57(1): 615-620. doi: 10.7498/aps.57.615
    [15] 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.  , 2007, 56(11): 6705-6711. doi: 10.7498/aps.56.6705
    [16] 郭大勃, 元 光, 宋翠华, 顾长志, 王 强. 碳纳米管的变温场发射.  , 2007, 56(10): 6114-6117. doi: 10.7498/aps.56.6114
    [17] 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.  , 2007, 56(12): 7165-7169. doi: 10.7498/aps.56.7165
    [18] 夏明霞, 颜 宁, 李红星, 宁乃东, 蔺西伟, 谢 中. 外加电场作用下碳纳米管结构稳定性及结构修饰研究.  , 2007, 56(1): 113-116. doi: 10.7498/aps.56.113
    [19] 廖庆亮, 张 跃, 夏连胜, 黄运华, 齐俊杰, 高战军, 张 篁. 碳纳米管阴极的强流脉冲发射性能研究.  , 2007, 56(9): 5335-5340. doi: 10.7498/aps.56.5335
    [20] 李 瑞, 胡元中, 王 慧, 张宇军. 单壁碳纳米管在石墨基底上运动的分子动力学模拟.  , 2006, 55(10): 5455-5459. doi: 10.7498/aps.55.5455
计量
  • 文章访问数:  6536
  • PDF下载量:  493
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-25
  • 修回日期:  2013-04-10
  • 刊出日期:  2013-08-05

/

返回文章
返回
Baidu
map