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이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원의 신뢰성 있는 전계방출 특성
A Reliable Field Emission Performance of Double-Walled Carbon Nanotube Field Emitters 원문보기

韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society, v.17 no.6, 2008년, pp.566 - 575  

정승일 (한양대학교 나노반도체공학과) ,  이승백 (한양대학교 나노반도체공학과)

초록
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촉매 화학기상증착법을 이용하여 합성된 이중층 탄소나노튜브를 가지고 전계전자 방출원을 제작하여 이들의 신뢰성 있는 전계전자 방출특성을 조사하였다. 합성된 탄소 필라멘트들은 TEM, TGA, 그리고 Raman 분석을 통하여 결함이 없고 순도가 높은 이중층 탄소나노튜브가 합성이 되었음을 확인하였다. 이들 이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원은 이전극 구조에서 낮은 턴-온 전계와 높은 전류밀도의 전계전자 방출 특성을 보여주었고, 균질한 전계방출 패턴과 좋은 전계방출 안정성을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We investigated the field emission characteristics from the planar field emitters made of double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) synthesized by a catalytic chemical vapor deposition (CCVD) method. Transmission electron microscopy, Thermogravimetric and Raman analysis showed that the carbon material...

주제어

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제안 방법

  • After confirming a uniform emission pattern, we conducted J-E measurements from the jig with a clean SUS304 plate as the anode as shown in Fig. 1. We obtained a stable and reproducible J-E curve from the DWCNT field emitters after several electric field sweeps, as shown in Fig.
  • We conducted a two-step purification process according to the following procedure. First, the as-synthesized DWCNTs were oxidized in a furnace at 400 o C in the ambient air for 1 hour in order to remove the amorphous carbon material on the surface of the DWCNTs. Second, the oxidized DWCNTs were soaked and sonicated in a dilute 10% acetic acid solution at room temperature.
  • In this work, we evaluated the field emission properties of the virgin planar DWCNT field emitters deposited on a Ag/SUS304 substrate by using a spray method. We obtained a stable and reproducible current density (J) versus the electric field (E) curve after several voltage sweeps.
  • The morphologies and microscopic structure of the purified DWCNTs were characterized by scanning electron microscopy (SEM) (HITACHI, S-4700) and high-resolution TEM (HRTEM) (JEOL, JEM-3011, 300 kV). The diameter and crystallinity of the purified DWCNTs were evaluated by Raman spectroscopy (HORIBA JOBIN-YVON, HR800-UV) using Ar laser excitation (laser beam wavelength: 514.5 nm) and the purity of the DWCNTs was evaluated by thermogravimetric analysis (TA Instruments, TGA Q-50).
  • To evaluate the field emission performance of the purified DWCNTs, the entangled DWCNTs were dipped in ethanol solution and dispersed well by a 30 min ultra-sonication treatment. With optimized spraying parameters, the DWCNT suspensions were sprayed on a Ag paste deposited at a little edge grinded SUS304 disk with an area of 0.
  • We further performed Raman spectroscopy to characterize the structure and the diameter distribution of the purified DWCNTs. Fig.
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