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文档简介

催化剂薄膜厚度对定向碳纳米管生长的影响,主要内容,催化剂为Ni，碳源为C2H2，生长碳纳米管阵列。研究催化剂厚度对单晶硅上生长的碳纳米管结构和形貌的影响。 因PECVD要在一定真空下操作，对反应气氛要求严格，故采用TCVD。,实验方法,TCVD装置，程序控制升温，600时保温40min，同时通H2还原。800通NH3刻蚀12min。生长完成后关闭C2H2，在NH3或N2下降至室温。,结果与讨论,催化剂厚度a）5nmb）10nmc）15nmd）20nm,不同厚度的镍膜在800刻蚀12min后的SEM图像,1.薄膜原始厚度对镍催化剂薄膜形态的影响分析,从右图可以看出，Ni的颗粒粒径随着催化剂沉积厚度的增加而增大，但颗粒分布越来越稀疏。,Ni颗粒平均直径和数密度与薄膜原始厚度的关系,可以明显观察到平均颗粒直径随原始厚度的增加而增加，而颗粒的数密度随原始厚度变化的趋势却相反。,原始厚度,2.镍膜厚度对定向碳纳米管薄膜的影响分析,催化剂厚度a）5nmb）10nmc）15nmd）20nm,在不同镍膜厚度上生长的碳纳米管薄膜的 SEM 照片,从图中可以看出，a：取向好，细、不均匀，表面不平整。b：取向好，均匀，生长密集，非晶碳少c：单根有些弯曲d：无取向性，粗细不均，形貌非常不好,催化剂厚度对碳纳米管尺寸的影响,( a) 镍膜厚度对碳纳米管直径的影响,( b) 镍膜厚度对碳纳米管长度的影响,结论,采用热 CVD 方法直接在平面硅基底上成功地制备出定向碳纳米管薄膜。研究结果表明，高温氨刻蚀后，纳米镍颗粒的平均直径一定程度上取决于薄膜的原始厚度，且颗粒密度也取决于薄膜原始厚度，由于氨气的介入，厚度为 5 10 nm 的镍催化剂薄膜具有高的颗粒数密度; 碳纳米管的直径随催化剂薄膜厚度单调增大，而其长度随催化剂厚度的增加先增加后减少，峰值出现在 10 nm 左右，其定向程度随催化剂厚度的增加是先增强后减
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