跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.110) 您好!臺灣時間:2025/09/28 00:57
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:許仁豪
研究生(外文):Jen-Hao Hsu
論文名稱:下層金屬與發射極型態對奈米碳管二極元件場發射特性的影響
論文名稱(外文):Effect of underlying metals and emitter patterns on the field emission properties of CNT diode devices
指導教授:李宗隆
指導教授(外文):Tsung-Lung Li
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:光電暨固態電子研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
中文關鍵詞:奈米碳管場發射
外文關鍵詞:carbon nanotubefield emission
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:77
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文主要為使用電漿輔助化學氣相沉積(Microwave plasma enhanced-chemical vapor deposition(MP-CVD)在經由圖案化成催化金屬(Ni)陣列(10μm x 10μm)及不同區間(20μm、15μm、10μm、5μm),並利用不同金屬阻障層(TiN、Ti、Ta)成長奈米碳管,制作成二極場發射元件。
利用電漿輔助化學氣相沉積在催化金屬(Ni)陣列成長奈米碳管,成長出高密度且具方向性準直排列的碳管。改變參數的不同,成長碳管,並藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)得知其碳管形貌,比較不同阻障層對於碳管直徑之影響。透過真空電性量測系統量測場發射特性來了解不同的製程參數下所長出碳管和場發射特性之間的相關性,並比較不同直徑大小對於場發射之影響。透過拉曼光譜求得D-band和G-band,兩者面積以一式 相比,若比值越大則石墨化越好,藉以此輔助探討碳管特性
實驗結果得到不同成長電漿功率參數中,電漿功率越高,所得到的石墨化程度越好。不同甲烷流量比例參數中,20%的甲烷流量擁有最好的石墨化程度。不同成長溫度下,溫度越高,石墨化程度越好。在同參數下,不同的阻障層對於石墨化程度依序為TiN>Ta>Ti,其碳管直徑大小為TiN>Ta>Ti,場發射特性Ti >Ta>TiN。
The present paper mainly was used the microwave plasma enhanced-chemical vapor deposition(MP-CVD) growing carbon nanotube (CNTs) by (Ni) the array (10μm x 10μm) and different spaces (20μm、15μm、10μm、5μm) with four different metals (TiN,Ti,Ta) to be the barrier layer。
The advantage used MP-CVD in the catalyzed metal (Ni) the array to grow the high density and vertically aligned CNTs。Then changed diverse parameters to grow CNTs and compared field emission characteristic by penetration vacuum electric properties measurement system measured field emission properties,the scanning electron microscope (SEM) to visit the appearance of carbon nanotube。And the Raman spectrum to obtain D-band and G-band, two area compare by a type, if the degree more greatly graphitization is better。
By the experiment we can suppose that higher temperature or higher microwave power cause better degree of graphitization。Degree of graphitization:TiN >Ta>Ti,Diameter of CNTs:TiN>Ta>Ti。Field emission properties: Ti >Ta>TiN。
摘要 II
Abstract III
謝誌 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 碳奈米管的介紹 4
2.1 奈米碳管的簡介 4
2.2 奈米碳管的晶體結構 5
2.3奈米碳管之合成技術 11
2.4 奈米碳管之成長機制 13
2.5 奈米碳管的應用 14
2.5.1 場發射的應用 15
2.5.2 奈米碳管其他應用 17
第三章 實驗方法與原理 21
3.1 實驗架構 21
3.2 實驗儀器 22
3.2.1 製程設備 22
3.2.2分析設備 25
3.3 實驗流程 29
3.3.1 二極體元件製作 29
3.3.2 利用微波電漿輔助化學氣相沉積系統成長奈米碳管 32
3.3.3拉曼光譜分析 34
3.3.4 場發射特性量測 36
第四章 結果與討論 40
4.1 Thermal CVD 製程參數對奈米碳管的影響 40
4.1.1 前處理催化劑顆粒大小對成長奈米碳管的影響 42
4.1.2 不同金屬阻障層對奈米碳管型態的影響 44
4.1.3 不同金屬阻障層對奈米碳管石墨化程度及場發射特性的影響 47
4.1.4 不同氫氣與氮氣流量比對奈米碳管石墨化的影響 51
4.2 MPCVD 製程參數對奈米碳管的影響 56
4.2.1 前處理催化劑顆粒大小對成長奈米碳管的影響 56
4.2.2 甲烷流量對奈米碳管型態的影響 58
4.2.3 成長電漿功率對奈米碳管型態的影響 66
4.2.4 成長溫度對奈米碳管型態的影響 72
4.3 製程參數對奈米碳管石墨化的影響 78
4.3.1 甲烷流量對奈米碳管石墨化的影響 78
4.3.2 成長電漿功率對奈米碳管石墨化的影響 81
4.3.3 成長溫度對奈米碳管石墨化的影響 84
4.4 製程參數對奈米碳管場發射特性的影響 86
第五章 結論 95
參考文獻 97
[1] E. W. Wong, P. E. Sheehan, C. M. Lieber, “Nanobeam mechanics : elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes” ,Science, 277 (1997) 1971.
[2] K. B. K. Teo, C. Singh, M. Chhowalla, W. I. Milne, “Catalytic synthesis of carbon nanotubes and nanofibers” ,Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, (2003) 1.
[3] S.J. Tans, A.R.M. Verschueren, C. Dekker, “Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube”, Nature 393(1998)49
[4] C. Thelander, M.H. Magnusson, K. Deppert, L. Samuelson, P.R. Poulsen, J. Nygard, J. Borggreen, “Gold nanoparticle single-electron transistor with carbon nanotube leads”, Appl. Phys. Lett. 79(2001)2106
[5] A. C. Dillon, K. M. Jones, T. A. Bekkedahl, C. H. Kiang, D. S. Bethune, and M. J. Heben, “Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes” ,Nature, 386 (1997) 377.
[6] G. S. Duesberg, A. P. Graham, F. Kreupl, M. Liebau, R. Seidel, E. Unger, W. Hoenlein, “Ways towards the scaleable integration of carbon nanotubes into silicon based technology” ,Diamond and Related Materials, 13 (2004) 254.
[7] Q. H. Wang, A. A. Setlur, J. M. Lauerhaas, J. Y. Dai, and E. W. Seeling, “A nanotube-based field-emission flat panel display”, Appl. Phys. Letts., 72 (1998) 2912
[8] H. J. Kim, J. H. Han, W. S. Yang, J. B. Yoo, C. Y. Park, I. T. Han, Y. J. Park, Y. W. Jin, J. E. Jung, N. S. Lee, and J. M. Kim, ”Fabrication of field emission triode using carbon nanotubes”, Materials Science and Emgineering C, 16 (2001) 27
[9] A. A. Talin, K. A. Dean, and J. E. Jaskie, “Field emission displays: a critical review”, Solid-State Electronics, 45 (2001) 963
[10] H.W. Kroto, J.R.Heath, S.C. O’Brien, R.F. Curl, and R.E. Smally, “ C60 : Buckminster Fullerene”, Nature, 318, (1985) 162
[11] S. Iijima, “Helical microtubules of graphitic carbon” ,Nature, 354 (1991) 56.
[12] D.S. Bethune, C.H Kiang, Saroy ”Cobalt-caralyzed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layerwalls”, Nature 363(1993)605
[13] H. Zeng, L. Zhu, G. Hao, and R. Sheng, “Synthesis various forms of carbon nanotubes by AC arc discharge”, Carbon, 36 (1998) 259
[14] B. I. Yakobson and R. E. Smalley, American Scientist, 85 (1997) 324
[15] O. M. Kuttel, O. Groening, C. Emmenegger, and L.Schlapbach,“ Electron Field Emission from Phase Pure Nanotubes Films Grown in a Methane/Hydrogen Plasma”, Appl. Phys. Lett., 73 (15), (1998) 2113
[16] R.T.K. Baker, P.S. Harries, “Chemistry and Physics of Carbon”, Marcel Dekker, New York (1978) 83
[17] Sishen Xie, J. Phys. Chem. Solid, (2000) pp.1153〜1158.
[18] W. Yi, L. Lu, D-L Zhang, Z. W. Pan, and S. S. Xie, Phys. Rev. B, (1999), 59, R9015.
[19] J. Hone, M. C. Llaguno, N. M. Nemes, A. Johnson, J. E. Fischer, D. A. Walters, M. J. Casavant, J. Schmidt, and R. E. Smalley, Appl. Phys. Lett., (2000), 77, 666.
[20] A. G. Rinzer, J. H. Hafner, P. Nikolaev, L. Lou, S. G. Kim, D. Tomanek, P. Nordlander, D. T. Colbert and R. E. Smalley, ”Unraveling nanotubes: field emission from an atomic wire”, Science 296 (1995)1550-1553
[21] Wang QH, Setlur AA, Lauerhaas JM, Dai JY, Seelig EW,and an
Chang RPH. A nanotube-based field-emission flat panel display. Appl Phys Lett 72(22) (1998) 2912–3.
[22] Saito Y, Hamaguchi K, Uemura S, Uchida K, Tasaka Y, Ikazaki F al. Field emission from multi-walled carbon nanotubes and its application to electron tubes. Appl Phys A 67(1) (1998) 95–100.
[23] Chernozatonskii LA, Gulyaev YV, Kosakovskaya ZY, Sinitsyn NI,
Torgashov GV, Zakharchenko YF, Fedorov EA, Valchuk VP. Chem. Phys. Lett. 233 (1995) 63.
[24] Chernozatonskii LA, Kosakovskaya ZJ, Kiselev AN, Kiselev NA. Chem. Phys. Lett. 228 (1994)1.
[25] De Heer WA, Chatelain A, Ugarte D. Science 270 (1995) 1179.
[26] Y. Homma, T. Yamashita, Y. Kobayashi, T. Ogino, “ Interconnection of nanostructures using carbon nanotubes”, Phys. B 323(2002)122
[27] Y.S. Han, J.K. Shin, S.T. Kim, “Synthesis of carbon nanotube bridges on patterned silicon wafers by selective lateral growth”, Appl. Phys. 90(2001)5731
[28] J. Kong, N.R. Franklin, C. Zhou, Science 287(2000)622
[29] H.M. Cheng, Q.H. Yang, C. Liu, “Hydrogen storage in carbon nanotubes”, Carbon 39(2001)1447
[30] A.K.M.F. Kibria, Y.H. Mo, K.S. Park, K.S. Nahm, M.H. Yun, “Electrochemical hydrogen storage behaviors of CVD, AD and LA grown carbon nanotubes in KOH medium”, International Journal of Hydrogen Energy 26(2001)823
[31] C. V. Raman and K. S. Krishnan, Nature 121, (1928) 501.
[32] D. A. Long, “The Raman Effect”, John Wiley & Sons, (2002).
[33] R. H. Fowler and L. Nordheim, Pro. R. Soc. London, Ser. A 119, 173. (1928)
[34] A. Gohel, K.C. Chin, Y.W. Zhu, C.H. Sow, A.T.S. Wee, “field emission properties of N2 and Ar plasma-treated multi-wall carbon nanotubes”, Carbon 43 (2005) 2530–2535
[35] Hee Jin Jeong, Seong Chu Lim, Keun Soo Kim, Young Hee Lee, “Edge effect on the field emission properties from vertically aligned carbon nanotube arrays”, Carbon 42 (2004) 3003–3042
[36] J. M. Bonard et al, Adv. Mater. 13, (2001) 184.
[37] L. Nilsson et al, Appl. Phys. Lett. 76, (2000) 2071.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 宋邦珍,(2005年12月),<論陸游、楊萬里之交誼>,《國文天地》, 第二十一卷第七期
2. 魏雅惠,(2005年5月),<陸游茶詩研究>,《古今藝文》
3. 宋邦珍,(2003年7月),<試論陸游劍南詩稿所呈現的父親情懷-兼論專家詩在通識教學上之運用>,《輔英通識教育年刊》,第二集
4. 陳義成,(2003年5月),<南宋四大家間之交遊考述>,《逢甲人文社會學報》第六期
5. 段振離,(2002年1月),<陸游的長壽之道>,《健康世界》
6. 吳建華,(1998年3月),<此恨綿綿無絕期-陸游與唐琬的愛情悲劇>,《中國語文》
7. 蒙傳銘,(1995年11月),<論陸游詩>,《華梵學報》
8. 張雪松,(1992年9月),<陸游的婚姻悲劇>,《國文天地》
9. 吳彩娥,(1992年6月),<清代對於陸游詩歌的批評研究>,《輔仁國文學報》
10. 孫尚志,(1990年5月),<沈園、快閣與愛國詩人陸放翁>,《浙江月刊》
11. 周志文,(1985年3月),<陸游的詩論>,《淡江學報》
12. 安瀾,(1984年4月),<愛國詩人陸放翁>,《書和人》
13. 李瑞騰,(1983年10月),<沈園柳老不飛棉-陸游詩中所表現的愛的痛苦>,《文藝月刊》
14. 左斌,(1983年5月),<淺談陸放翁詩>,《臺肥月刊》
15. 周憲文,(1982年3月),<陸放翁年譜>,《銘傳學報》