Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
Көміртектік нанотүтікшелерінің салыстырмалы электр кедергісі
жүктеу/скачать 3,32 Mb.
|
treatise34956
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.8.3. Көміртекті нанотүтікшелердің эмиссиялық қасиеттері
| 4.8.2. Көміртектік нанотүтікшелерінің салыстырмалы электр кедергісі
Көміртектік нанотүтікшелерінің өлшемдері кіші болғандықтан 1996-жылы ғана олардың r салыстырмалы электр кедергісін төртконтактілі әдіс жәрдемінде тікелей өлшеуге мүмкін болды. Кремний оксидінің тегістелген бетіне вакуумде алтыннан контакттерді жолақ түрінде отырғызды. Олардың арасына ұзындығы 2-3 мкм болған нанотүтікшелерді тозаңдандырды. Нанотүтікшелерді өлшеу үшін олардың біреуіне қалыңдығы 80 нм төрт вольфрамды өткізгіш қойылады. Вольфрам өткізгіштердің әрқайсысы алтын жолақтармен контактіге түседі (4.7 сурет). Нанотүтікшедегі контактілердің арақашықтығы 0,3-тен 1 мкм-ді құрайды. 4.7 сурет. Нанотүтікшенің электр кедергісінің өзгерусыз басы: 1 – төсеніш, 2 – алтын контактілер, 3 – өткізгіш жолдар, 4- көміртекті нанотүтікше Тікелей өлшеу нәтижелеріна нотүтікшелердің меншікті кедергісі 5,1´10-6–0,8 Ом/см аралығында өзгеретінін көрсетті. r минимал мәні графитке қарағанда 1 дәрежеге төмен. Нанотүтікшелердің көпшілігі металлөткізгіштікке ие, ал қалғандары тыйым салынған аймақтың ені 0,1 – 0,3 эВ аралығында болатын жартылай өткізгіштердің қасиеттеріне ие. Лозанна (Швейцария) университетінің зерттеушілері мынадай қызық қасиеттерді анықтады: бір қабатты нанотүтікшенің аз ғана 5-10о -қа иілгенде өткізгіштігі шамамен екі дәрежеге күрт өзгереді.Бұл қасиет нанотүтікшелердің қолдану аймағын кеңейтеді. Бір жағынан, нанотүтікше механикалық тербелістерді электр сигналына және керісінше айналдыратын дайын жоғары сезімтал түрлендіргіш (нақтырақ айтсақ, бұл ұзындығы бірнеше микрон және диаметрі нанометр шамасындағы телефон тұтқасы), екінші жағынан практикалық түрде дайын ұсақ деформациялар датчигі. Мұндай датчик жолаушылар пойызы мен ұшақтар, атомдық және жылу электр станцияларының қызметкерлерінің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін механикалық түйіндер мен тетіктердің күйлерін (ахуалын) бақылайтын қондырғыларда қолданылуы мүмкін. 4.8.3. Көміртекті нанотүтікшелердің эмиссиялық қасиеттері Нанотүтікшелер перпендикуляр бағытталған төсеніш материалдың автоэмиссиялық қасиеттерiн зерттеуiнiң нәтижелерi тәжірибелік қолданыста қызықты болып келеді. Эмиссиялық тоқтың тығыздығының алынған мәндерi 0,5 мА/мм2 құрайды. Катодқа бекітілген және анод бағытына бағдарланған көмiртектi нанотүтікшені қарастырамыз. Егер электродтарға тиiстi полюстегі кернеу берсек, нанотүтікше терiс зарядталады, зарядталған нанотүтікше маңындағы электр өрісінің сызықтары қисаяды және нанотүтікшенің үшкір аймағында өрістің кернеулік шамасы өте үлкен болады, әрі нанотүтікше жіңішкерген сайын көбейе береді. Мұндай локальды өріс нанотүтіктен электрондар шығаруы мүмкін. Сыртқы өрістің әсерінен ұшып келе жатқан электрондар шоқ түзеді. Автоэлектрондық эмиссия деп аталатын эффект дисплейден басқа түзеткіштерді жасау үшін де қолданылады. Бұл жағдайда автоэмиссия электрондар ұшып шығатын беттің пішініне байланысты болады.
Автоэлектронды эмиссия көмегiмен суреттi алу үшiн, анодта люминофорларды бекiтедi. Электрондық соққы люминофордың молекулаларын қоздырып, фотондар шығару арқылы негізгі күйге өтеді (4.8 сурет). Екi жағдайда да екі электрод алынады, екінші электродқа перпендикуляр орналасқан бiреуін көмiртектi түтікшемен қаптайды. Егер электродтарға нанотүтікшені теріс зарядтайтын кернеу берсе, нанотүтікшеденекінші электродқа қарай электрондар ағыны шығарылады: системада ток жүреді. Полюстерді өзгерткенде нанотүтікше оң зарядталады, электрондық эмиссия пайда болмайды және ток жүрмейді. Мысалы, люминофор ретiнде мыс пен алюминийдің бөлшектері бар мырыш сульфидін қолдансақ, жасыл жарық пайда болады, ал күмісті қоссақ көк жарық байқалады. Қызыл түсті европийдің иттрий оксидімен қоспасы арқылы алады. Алынған бөлшектің кескіні өте кіші микрондық өлшемде болады. Эмиссиялық токтың үлкен мәні диаметрі 0,8-1 нм бірқабатты нанотүтікшелерді диамтері 10-30 нм жгут етіп бұрап (өсу процесінде), кремнийлі төсенішке орналастырғанда алынды. Анод ретінде қабықша бетінен 15 мкм қашықтықта тұрған молибденді стерженьді қолданды. Алынған мәлiметтер көміртекті нанотүтіктерді автоэмиссиондық катод үшін өте жақсы материал ретінде қолдануға мүмкіндік береді. жүктеу/скачать 3,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|