掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性

北京大学学报（自然科学版）

掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性

柴扬,于利刚,王鸣生,张琦锋,吴锦雷¹

北京大学信息科学技术学院电子学系，北京，100871；¹E-mail: jlwu@pku.edu.cn

收稿日期:2004-10-27 出版日期:2006-01-20 发布日期:2006-01-20

Fabrication of Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays and Their Field Emission Properties

CHAI Yang, YU Ligang, WANG Mingsheng, ZHANG Qifeng, WU Jinlei¹

Department of Electronics, School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing,100871; ¹E-mail: jlwu@pku.edu.cn

Received:2004-10-27 Online:2006-01-20 Published:2006-01-20

摘要/Abstract

摘要： 使用结构简单的单温炉设备，以二茂铁为碳源与催化剂，三聚氰胺为氮源在硅基底制备出了碳纳米管阵列。所得的碳纳米管为多壁结构，单根碳纳米管的平均直径为50nm，长度为15μm，有着很好的定向性。透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子谱(XPS)分析表明所得的碳纳米管是氮掺杂的。利用场发射显微镜研究了掺氮碳纳米管阵列的平面场发射特性，相应的开启场强为1.60V/μm，场发射图像表明了其有较高的场发射点密度。

关键词: 碳纳米管, 掺杂, 场发射

Abstract: Carbon nanotube (CNT) arrays have been produced on silicon substrate by an one-step route based on the pyrolysis of mixture of the ferrocene and melamine under well-chosen synthesis condition. Transmission electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM) studies showed the products were all multi-walled CNTs that are about 50nm in diameter and about 15μm in length, growing outward separately and perpendicularly to the substrate. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and TEM studies revealed that the CNTs were nitrogen-doped. Field emission measurement suggested that the nitrogen-doped CNT arrays begin to emit electron at electric field of 1.60V/μm, and field emission images exhibited the high emission sites density.

Key words: carbon nanotubes, doping, field emission

中图分类号:

TB383

柴扬,于利刚,王鸣生,张琦锋,吴锦雷. 掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性[J]. 北京大学学报（自然科学版）.

CHAI Yang,YU Ligang,WANG Mingsheng,ZHANG Qifeng,WU Jinlei. Fabrication of Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays and Their Field Emission Properties[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.

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