拉曼光谱研究掺杂与非掺杂碳纳米管电子性质的新进展(英文)

本文综述了非掺杂和掺杂碳纳米管拉曼光谱研究的新进展,特别注意到了悬浮液中单个分散的单壁纳米管、硼和氮掺杂的纳米管、碱金属插入的纳米管以及用化学方法功能化的单壁纳米管的拉曼光谱与其电子性质的相关性。讨论了所存在的问题,展望了可能的发展方向。     

沉积工艺参数对碳纳米管薄膜场发射性能的影响

利用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法,在不锈钢衬底上直接沉积碳纳米管膜。通过SEM、拉曼光谱和XRD表征,讨论了制备温度和甲烷浓度对碳纳米管膜场发射的影响。结果表明:不同条件下制备的碳纳米管膜的场发射性能有很大差异,保持氢气的流量(100sccm)、生长时间(10min)、反应室压力不变,当甲烷流量为8sccm、温度为700~800℃时,场发射性能最好,开启场强仅为0.8V/μm,发射点分布密集、均匀。     

碳纳米管晶格振动模及拉曼光谱的研究进展

本文介绍了碳纳米管的结构特征和晶格振动模的理论研究 ,综述了不同方法生长的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管拉曼光谱的研究进展。另外 ,还简单描述了单壁碳纳米管的应用前景     

单壁碳纳米管RBM的拉曼光谱研究

在室温下首次观察到碳纳米管的27条径向呼吸振动拉曼峰,并且通过与理论值对照,对其进行了初步标定。所观测到的径向呼吸振动模数目是迄今最多的。     

刻线镍膜上沉积的碳纳米管场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法,在刻线的镍膜上沉积碳纳米管膜。通过SEM和拉曼光谱表征,讨论了催化剂厚度、制备温度、反应时间以及甲烷浓度对碳纳米管场发射的影响。结果表明：不同条件下制备的碳纳米管的场发射性能有很大差异,保持氢气的流量(100sccm)不变,当甲烷流量为5sccm、生长时间为5min、催化剂膜厚为150nm、温度为700～800℃时,场发射性能最好,开启场强为1．3V／um,最大发射电流达到6．8mA／cm^3。     

高温下单壁碳纳米管的拉曼光谱研究

本文采用对样品进行直接加热和测温的方法,对单壁碳纳米管(SWNT)高温下的拉曼光谱进行了研究。在不同的激发波长下,观测了SWNT拉曼光谱的切向振动模频率随温度的变化,发现其频率随温度增加而降低,基本呈线性变化,温度系数约-0.014cm-1/K。不同的激发波长下,切向振动模频率随温度的变化行为基本一致。     

碳纳米管阵列拉曼光谱的对比研究

利用热化学气相沉积技术制备碳纳米管阵列,并对不同工艺下获得的一系列定向碳纳米管阵列进行了拉曼光谱的对比研究。研究发现：碳纳米管阵列一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数方向发生红移。并且阵列中碳管的一致性、准直性越好,红移的波数就越多。除了谱峰以外,D线和G线的积分强度比I_D / I_G也能够反映所研究的碳材料的有序度和完整性。I_D / I_G越低,说明该碳纳米管阵列的石墨化越好,无定形碳杂质越少。     

掺杂和未掺杂氧化锌薄膜的拉曼光谱

利用拉曼光谱分别对不同衬底上,未掺杂和掺杂以及掺杂浓度不同的ZnO薄膜进行了系统的分析研究。其中ZnO薄膜均由溶胶-凝胶法制得,掺杂源为LiCl。测得的拉曼光谱显示,Pt/Ti/SiO2/Si衬底上生长的ZnO薄膜的拉曼特征峰(437cm-1)的强度明显高于SiO2/Si衬底上ZnO薄膜的拉曼特征峰的强度,说明Pt/Ti/SiO2/Si衬底上ZnO的晶化程度比SiO2/Si上ZnO的晶化程度高;但ZnO拉曼特征峰的位置和半高宽并没有发生变化,说明两种衬底上ZnO薄膜中应力大小没有发生变化。掺Li+后,580cm-1处的峰位向高频方向移动,且掺杂浓度越大频移量越大,说明掺杂已经在不同程度上引起了ZnO晶体中自由载流子浓度的变化。此外,还分析了掺Li+未在很大程度上引起ZnO晶格畸变的原因。     

碳纳米管场发射特性研究

从Fowler-Nordheims理论出发,对实验中测得的碳管场发射中ln(I/V²)～1/V并不是严格的线性关系进行了分析,认为主要是碳管吸附态(主要是水蒸气)的改变引起有效功函数改变,同时随着发射电流的增大,个别较长碳管表面的突起在残余气体离子轰击下变得平滑甚至缩短,热熔化也可能造成碳管缩短.另一方面,随着电场强度的增大,较短碳管的场发射对总发射电流的贡献也相对提升.这些因素都会造成场发射中F-N曲线的斜率发生改变.     

纳米碳管的制备及其场发射性能研究

将Ni(NO3)2-Mg(NO3)2体系作为催化剂前驱体,在不同气源比例下用CVD催化裂解法制备纳米碳管,用SEM、TEM和喇曼光谱对其进行了表征和分析,制备出完整性好的纳米碳管.再用两种工艺和配方制备其场发射阴极,对阴极样品进行了场发射性能测试.结果表明,经过氢处理在Si基上制备的CNT阴极发光效果好,且具有良好的场发射性能.     

碳纳米管场发射显示器的研究进展

碳纳米管因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料,利用碳纳米管作阴极的场致发射平板显示器件的研究是目前显示技术领域的研究热点之一。报道了场发射显示器（FED）的结构及工作原理、阴极发射材料应具有的特点及碳纳米管在场发射领域中的应用情况。详细地论述了碳纳米管的场致发射特性,包括开启电场、发射电流密度、电流稳定性及发射点密度等,对国内外碳纳米管场发射显示器的发展现状及趋势作了回顾和展望,并对目前所面临的主要问题作了分析,同时提出了一些改进的思路。     

碳纳米管拉曼光谱研究新进展

本文介绍碳纳米管拉曼光谱研究的最新进展。重点介绍金属性和半导体性碳纳米管的共振拉曼效应、表面增强拉曼效应和偏振拉曼效应。同时也介绍了碳纳米管的温度效应、压力效应和杨氏模量的拉曼光谱研究     

不同惰性气氛及压强下的碳纳米管的拉曼光谱

本文比较了央弧法中在两种不同气氛和不同压强下制备出的碳纳米管的一级和二级拉曼光谱。我们用直流碳弧法分别在He气氛下和Ar气氛下，压强从11kPa到92kPa制备出碳纳米管，对它们的拉曼光谱进行了分析和比较，发现谱线的峰位置和峰宽度取决于所制备的惰性气氛种类和气体压强。在Ar气氛下制备的碳纳米管的拉曼光谱更接近于石墨的拉曼光谱，而He气氛下制备的碳纳米管，其拉曼光谱与石墨比较，差别较大。并且拉曼位移的峰位置和宽度随着压强的变化而改变，在较高压强下产生的碳纳米管的拉曼光谱更类似于石墨的拉曼光谱。