材料研究学报  2004, Vol. 18 Issue (4): 412-418

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用ECR--CVD方法制备定向碳纳米管

王志(沈阳);巴德纯;曹培江

1.东北大学; 2.沈阳航空工业学院

Synthesis and growth characteristics of well--aligned carbon nanotubes by ECR--CVD

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1.东北大学; 2.沈阳航空工业学院

王志沈阳; 巴德纯; 曹培江 . 用ECR--CVD方法制备定向碳纳米管[J]. 材料研究学报, 2004, 18(4): 412-418.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(3097 KB)   摘要: 以Fe$_{3}$O$_{4}$纳米粒子为催化剂, CH$_{4}$和H$_{2}$为气源, 采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR--CVD) 在多孔硅基底上制备出定向生长的碳纳米管. 研究了气氛组成、气压、温度和反应时间对碳纳米管生长特性的影响. 使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman spectrum) 表征了样品的形貌和结构. 结果表明: 气氛组成和气压影响了反应腔内离解碳的浓度, 从而影响碳纳米管的成核、生长速度及定向生长; 温度的变化改变催化剂的尺寸从而改变碳纳米管的直径, 在过低的温度下碳纳米管不能实现定向生长; 碳纳米管随着反应时间的延长而不断增长, 但超过一定时间后催化剂颗粒被碳包覆而失去催化作用, 生长停止. 关键词 ： 无机非金属材料,  碳纳米管,  电子回旋共振微波     Abstract：Well--aligned carbon nanotubes (CNTs) were synthesized on porous silicon by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR--CVD). CH$_{4}$ and H$_{2}$ were used as the source gases and Fe$_{3}$O$_{4}$ nanoparticle as the catalyst. The effects of process parameters such as gas composition, working pressure, temperature and deposition time on CNTs growing characteristics were investigated. The morphology and structure were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and Raman spectrum. The results show that the gas composition and working pressure influence the concentration of carbon radical in the chamber, which may influence growth rate, density and aligned growth of CNTs; The temperature controls the diameters of CNTs by changing the size of catalyst but CNTs can’t tend to aligned growth at lower temperature; CNTs become longer and longer according to the deposition time first, but then stop growing after a certain time. Key words： inorganic non-metallic materials    carbon nanotubes(CNTS)    ECR-CVD    aligned array    growth characteristic 收稿日期: 2004-09-01      ZTFLH:  TB383   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 王志沈阳 巴德纯 曹培江 44.8K 链接本文: https://www.cjmr.org/CN/Y2004/V18/I4/412 1 S.Iijima, Nature, 354, 56(1991) 2 B.Q.Wei, R.Vajtai, Y.Jung, J.Ward, R.Zhang, G.Ramanath, P.M.Ajayan, Nature, 416, 495(2002) 3 W.Z.Li, S.S.Xie, L.X.Qian, B.H.Chang, B.S.Zou, W.Y.Zhou, R.A.Zhao, G.Wang, Science, 274, 1701(1996) 4 S.S.Fan, M.G.Chapline, N.R.Franklin, T.W.Tombler, A.M.Cassell, H.J.Dai, Science, 283, 512(1999) 5 SHI Yifeng, QUAN Huijuan, ZHENG Guobin, Chinese Journal of Material Research, 17(3) , 321(2003) (施益峰,全慧娟,郑国斌,材料研究学报,17(3) , 321(2003) ) 6 A.Huczko, Appl. Phys. A, 74, 617(2002) 7 P.J.Cao, Y.S.Gu, H.W.Liu, F.Shen, Y.G.Wang, Q.F.Zhang, J.L.Wu, H.J.Gao, J. Mater. Res., 7, 1686(2003) 8 Z.F.Ren, Z.P.Huang, J.W.Xu, J.H.Wang, P.Bush, M.P.Siegal, P.N.Provencio, Science, 282, 1105(1998) 9 Z.F.Ren, Z.P.Huang, D.Z.Wang, J.G.Wen, J.W.Xu, J.H.Wang, L.E.Calvet, J.Chen, J.F.Klemic, M.A.Reed, Appl. Phys. Lett., 75, 1086(1999) 10 Y.Chen, D.T.Shaw, L.P.Guo, Appl. Phys. Lett., 76, 2469(2000) 11 C.Bower, O.Zhou, W.Zhu, D.J.Werder, S.Jin, Appl. Phys. Lett., 77, 2767(2000) 12 J.S.Gao, K.Umeda, K.Uchino, H.Nakashima, K.Muraoka, Mater. Sci. Eng., A, 352, 308(2003) 13 C.M.Hsu, C.H.Lin, H.L.Chang, C.T.Kuo, Thin Solid Films, 420, 225(2002) 14 S.H.Tsai, F.K.Chiang, T.G.Tsai, F.S.Shieu, H.C.Shih, Thin Solid Films, 366, 11(2000) 15 SHEN Chengmin, SU Yikun, YANG Haitao, YANG Tianzhong, Acta Physica Sinica, 52(9) , 483(2003) (申承民,苏铁坤,杨海涛,杨天中,物理学报,52(9) , 483(2003) ) 16 W.Z.Li, H.Zhang, C.Y.Wang, Y.Zhang, L.W.Xu, K.Zhu, S.S.Xie, Appl. Phys. Lett., 70, 2685(1997) 17 U.Kim, R.Pcionek, D.M.Aslam, D.Tomanek, Diamond. Relat. Mater., 10, 1947(2001) [1] 宋莉芳, 闫佳豪, 张佃康, 薛程, 夏慧芸, 牛艳辉. 碱金属掺杂MIL125的CO2 吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 649-654. [2] 邵鸿媚, 崔勇, 徐文迪, 张伟, 申晓毅, 翟玉春. 空心球形AlOOH的无模板水热制备和吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 675-684. [3] 任富彦, 欧阳二明. g-C3N4 改性Bi2O3 对盐酸四环素的光催化降解[J]. 材料研究学报, 2023, 37(8): 633-640. [4] 刘明珠, 樊娆, 张萧宇, 马泽元, 梁城洋, 曹颖, 耿仕通, 李玲. SnO2 作散射层的光阳极膜厚对量子点染料敏化太阳能电池光电性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(7): 554-560. [5] 李延伟, 罗康, 姚金环. Ni(OH)2 负极材料的十二烷基硫酸钠辅助制备及其储锂性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(6): 453-462. [6] 余谟鑫, 张书海, 朱博文, 张晨, 王晓婷, 鲍佳敏, 邬翔. N掺杂生物炭的制备及其对Co2+ 的吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(4): 291-300. [7] 朱明星, 戴中华. SrSc0.5Nb0.5O3 改性BNT基无铅陶瓷的储能特性研究[J]. 材料研究学报, 2023, 37(3): 228-234. [8] 刘志华, 岳远超, 丘一帆, 卜湘, 阳涛. g-C3N4/Ag/BiOBr复合材料的制备及其光催化还原硝酸盐氮[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 781-790. [9] 周毅, 涂强, 米忠华. 制备方法对磷酸盐微晶玻璃结构和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 739-746. [10] 谢锋, 郭建峰, 王海涛, 常娜. ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(1): 10-20. [11] 余超, 邢广超, 吴郑敏, 董博, 丁军, 邸敬慧, 祝洪喜, 邓承继. 亚微米Al2O3 对重结晶碳化硅的作用机制[J]. 材料研究学报, 2022, 36(9): 679-686. [12] 方向明, 任帅, 容萍, 刘烁, 高世勇. 自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 591-596. [13] 李福禄, 韩春淼, 高嘉望, 蒋健, 许卉, 李冰. 氧化石墨烯的变温发光[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 597-601. [14] 朱晓东, 夏杨雯, 喻强, 杨代雄, 何莉莉, 冯威. Cu掺杂金红石型TiO2 的制备及其光催化性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 635-640. [15] 熊庭辉, 蔡文汉, 苗雨, 陈晨龙. ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(7): 481-488. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed