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研究生:林春佐
論文名稱:催化金屬奈米顆粒大小與密度分布控制以成長具良好場發射特性奈米碳管之研究
指導教授:蔡春鴻蔡春鴻引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:奈米顆粒奈米碳管場發射密度
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使用高密度電漿化學氣相沉積(High Density Plasma CVD, HDPCVD)的設備,對基板表面的Ni金屬催化劑進行前處理,並成長奈米碳管。先將基板表面的Ni金屬層加熱至成核,再以Ar電漿外加負直流偏壓,以增強Ar離子能量來轟擊Ni金屬顆粒。在不同的直流偏壓與改變轟擊時間下,便可以得到不同密度的Ni金屬顆粒大小與密度分佈;當直流偏壓越大、轟擊時間越長,所得到的Ni顆粒密度越低、直徑也越小。再將此經過Ar電漿處理完之基板成長奈米碳管,便可以有效控制碳管密度;當碳管的密度越低,則場發射遮蔽效應(screening effect)影響越小,因此便可可得到更高的場發射電流密度。良好的場發射特性奈米碳管,可應用在場發射平面顯示器的元件上。

第一章 、緒論…………………………………………………………………………1
第二章、文獻回顧……………………………………………………………………4
2.1 影響CNT場發射特性因素 ………………………………………………4
2.1.1 密度………………………………………………………………4
2.1.2 直徑與長度………………………………………………………5
2.1.3 垂直基板成長……………………………………………………7
2.1.4 碳管頂端幾何形狀………………………………………………8
2.1.5 結論………………………………………………………………9
2.2 CVD製程中控制CNT成長的參數…………………………………………9
2.2.1 密度控制…………………………………………………………9
2.2.2 控制碳管垂直成長 ……………………………………………12
2.2.3 控制碳管幾何形狀 ……………………………………………16
第三章、場發射與拉曼光譜之理論與分析…………………………………………19
3.1 場發射……………………………………………………………………19
3.1.1 場發射理論 ……………………………………………………19
3.1.2 Fowler-Nordheim 方程式 ……………………………………20
3.1.3 場發射裝置 ……………………………………………………21
3.2 拉曼(Raman)光譜 ………………………………………………………23
3.2.1 Raman 光譜簡介 ………………………………………………23
3.2.2 奈米碳管分析 …………………………………………………25
3.2.3 Raman 裝置 ……………………………………………………27
第四章、以MPECVD成長奈米碳管之研究結果與討論 ……………………………29
4.1 實驗設備…………………………………………………………………29
4.1 研究方法…………………………………………………………………29
4.3 研究結果…………………………………………………………………30
4.4 結論………………………………………………………………………36
第五章、以HDPCVD控制催化金屬奈米顆粒密度與直徑大小之研究結果與討論37
5.1 實驗設備…………………………………………………………………37
5.2 研究方法…………………………………………………………………40
5.3 研究結果…………………………………………………………………41
5.4 結論………………………………………………………………………57
參考文獻 ……………………………………………………………………………59

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