Efficient high-current field emission from arrays of carbon nanotube columns

Navitski, A.; Müller, Günter; Sakharuk, V.; Prudnikava, Alena; Shulitski, B. G.; Лабунов, В. А.

doi:10.1116/1.3300062

Cited by 12 publications

(4 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Представленный механизм полевой эмиссии из УНТ был успешно апробирован на примере ультракоротких УНТ в электрическом поле при параллельной ориентации вектора напряженности поля и оси нанотрубок [7]. Различные методы синтеза УНТ порождают материалы с различной морфологией расположения нанотрубок [2,19,20]. Кроме того, для различных устройств формы электродов могут широко варьироваться, и, следовательно, силовые линии электрического поля могут быть направлены под различными углами к оси нанотрубок.…”

Section: Introductionunclassified

Зависимость Энергии Эмиссионных Молекулярных Орбиталей В Коротких Открытых Углеродных Нанотрубках От Электрического Поля

Томилин¹,

Rodionova²,

Родин³

et al. 2022

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

На примерах коротких открытых углеродных нанотрубок типа armchair (n,n), для n=3, 4, и zigzag (n,0), для n=5, 6, 7, изучено влияние величины и направления вектора напряженности внешнего постоянного электрического поля на их автоэмиссионные свойства. Показано, что отклонение вектора напряженности поля от оси нанотрубки приводит к увеличению напряженности поля для генерации автоэмиссии электронов. Образующиеся в результате нового типа сопряжения p-электронов в цилиндрических сопряженных системах эмиссионные орбитали в углеродных нанотрубках (n,n) более чувствительны к изменению направления вектора напряженности электрического поля по сравнению с эмиссионными орбиталями в нанотрубках (n,0). При отклонении вектора напряженности электрического поля от оси нанотрубки эмиссионные орбитали углеродных нанотрубок изменяются тем меньше, чем больше диаметр нанотрубки. Ключевые слова: короткие открытые углеродные нанотрубки, автоэлектронная эмиссия, сопряжение p-электронов, эмиссионная молекулярная орбиталь.

show abstract

Section: Introductionunclassified

Зависимость Энергии Эмиссионных Молекулярных Орбиталей В Коротких Открытых Углеродных Нанотрубках От Электрического Поля

Томилин¹,

Rodionova²,

Родин³

et al. 2022

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The importance of spatial alignment of one-dimensional carbonaceous nanomaterials (nanotubes, nanowires, nanorods) to their applications such as field emitters, electromechanical actuators, gas sensors, and catalysts has been well recognized [1][2][3][4][5][6]. These spatial alignment effects have been further extended to two-dimensional (2D) nanostructures, such as graphene.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Properties of Nitrogen/Silicon Doped Vertically Oriented Graphene Produced by ICP CVD Roll-to-Roll Technology

Rozel¹,

Radziuk

Mikhnavets

et al. 2019

Coatings

View full text Add to dashboard Cite

Simultaneous mass production of high quality vertically oriented graphene nanostructures and doping them by using an inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP CVD) is a technological problem because little is understood about their growth mechanism over enlarged surfaces. We introduce a new method that combines the ICP CVD with roll-to-roll technology to enable the in-situ preparation of vertically oriented graphene by using propane as a precursor gas and nitrogen or silicon as dopants. This new technology enables preparation of vertically oriented graphene with distinct morphology and composition on a moving copper foil substrate at a lower cost. The technological parameters such as deposition time (1–30 min), gas partial pressure, composition of the gas mixture (propane, argon, nitrogen or silane), heating treatment (1–60 min) and temperature (350–500 °C) were varied to reveal the nanostructure growth, the evolution of its morphology and heteroatom’s intercalation by nitrogen or silicon. Unique nanostructures were examined by FE-SEM microscopy, Raman spectroscopy and energy dispersive X-Ray scattering techniques. The undoped and nitrogen- or silicon-doped nanostructures can be prepared with the full area coverage of the copper substrate on industrially manufactured surface defects. Longer deposition time (30 min, 450 °C) causes carbon amorphization and an increased fraction of sp3-hybridized carbon, leading to enlargement of vertically oriented carbonaceous nanostructures and growth of pillars.

show abstract

“…19 Therefore, regular arrays of aligned CNT blocks with multiple emitters can provide a suitable strategy to improve the FE cathodes for advanced applications, which require efficient, homogeneous, and stable FE at low fields as well as high current densities. 20 One way to improve e.g. the life time and stability of the electron emission from the CNTs is their effective protection by a coating layer.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Gas phase synthesis and field emission properties of 3D aligned double walled carbon nanotube/anatase hybrid architectures

et al. 2011

View full text Add to dashboard Cite

A 3D hybrid architecture composed of macroscopic, vertically aligned CNT blocks which are formed via a metal catalyzed CVD process followed by deposition of TiO(2) on the CNT side walls in nanocrystalline or amorphous form is presented. The morphology of the deposited TiO(2) can be tailored by the deposition method employed. Depositing TiO(2) from the gas phase by employing the organometallic precursor Ti[OCH(CH(3))(2)](4) leads to formation of nanocrystalline anatase or rutile particles with a dense coverage on the surface and within the 3D CNT scaffold. Phase pure TiO(2) (anatase) is formed between 500 and 700 °C, while higher temperatures resulted in rutile modification of TiO(2). Below 500 °C, TiO(2) forms an amorphous oxide layer. At higher temperatures such initially formed TiO(2) layers segregate into particles which tend to crystallize. In contrast, when generating TiO(2) by oxidation of Ti metal which is deposited by vaporization onto the 3D CNT block array, and subsequently oxidized in air or controlled O(2) atmosphere this leads to a porous layer with a particular nanostructure on top of the CNT blocks. First studies of the fabrication and field emission of the new 3D CNT/TiO(2) hybrid cathodes display good and stable FE characteristics with onset fields for current density of 1 μA cm(-2) of 1.7 to 1.9 V μm(-1), while the average field enhancement factor is in the range between 2000 and 2500 depending on the O(2) base pressure during the measurements.

show abstract

Efficient high-current field emission from arrays of carbon nanotube columns

Cited by 12 publications

References 22 publications

Зависимость Энергии Эмиссионных Молекулярных Орбиталей В Коротких Открытых Углеродных Нанотрубках От Электрического Поля

Зависимость Энергии Эмиссионных Молекулярных Орбиталей В Коротких Открытых Углеродных Нанотрубках От Электрического Поля

Properties of Nitrogen/Silicon Doped Vertically Oriented Graphene Produced by ICP CVD Roll-to-Roll Technology

Gas phase synthesis and field emission properties of 3D aligned double walled carbon nanotube/anatase hybrid architectures

Contact Info

Product

Resources

About