ナノクラスター触媒を用いるカーボンナノチューブの低温プラズマ合成と電子源への対応

使用纳米团簇催化剂和电子源支持的碳纳米管低温等离子体合成

• 批准号: 18740350
• 负责人: MARCEL Mesko
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740350/
• 关键词: カーボンナノチューブ; プラズマ; ナノクラスター; 触媒; 微粒子; 低温成長; 電界放出; 蛍光体; プラズマCVD; レーザーアブレーション; 電子源; イオンエネルギー制御

本研究はフラットパネルディスプレイなどの冷陰極電子源の開発を目的として、1)カーボンナノチューブ(CNT)低温成長の可能性、2)単層化および電界電子放出特性の向上、3)ナノ蛍光体の作製とその蛍光特性を評価した。CNTの低温合成では、Ni-Cナノクラスター触媒を塗布したSi基板に-50Vの負バイアスを印加しながらArプラズマ処理した後、-150Vの負バイアスを印加しH_2/CH_4プラズマCVDで処理することで、基板温度120℃程度でクラスターの形状が粒状から繊維状に変化し、収率は少ないが多層CNTが存在することを確認した。電界放出特性については、高密度に垂直配向成長したカーボンナノチューブ膜では、電子放出を生じるための閾値電圧が約300V(2.4V/μm)であるのに対し、100mm間隔のドット配列カーボンナノチューブアレイにおいては閾値電圧が220V(1.7V/μm)となり、特性の向上を確認した。さらに、高いアスペクト比(CNT長とCNT間隔の比)を有するCNTエミッタでは、閾値電圧が140V(1.1V/μm)となり、研究計画で掲げた2V/μm以下を達成した。また、ナノサイズ蛍光体は粒径数μmのZnO粉末をターゲットとしてレーザーアブレーション法により作製した。作製した酸化亜鉛(ZnO)ナノ微粒子の粒径分布測定から、アブレーション空間の酸素圧力の減少とともに粒径が減少する傾向がみられ、酸素ガス圧10kPaで平均粒径50nm、500Paで平均粒径7nmであることがわかった。蛍光特性の評価では、レーザーアブレーションにより粒径を微細化することで、発光の中心波長が紫外線領域(約380nm)から緑色、黄色の可視域にまで変化する結果が得られた。

这项研究旨在开发冷极电子源，例如平板显示器，并评估1）碳纳米管低温生长的可能性（CNTS），2）改善了单层和现场电子发射特性，以及3）纳米磷及其荧光剂及其荧光特性的制造。 In the low-temperature synthesis of CNTs, a Si substrate coated with Ni-C nanocluster catalyst was subjected to Ar plasma treatment while applying a negative bias of -50V, followed by a negative bias of -150V and treating with H_2/CH_4 plasma CVD, the cluster shape changed from granular to fibrous shape at a substrate temperature of about 120°C, and although the yield was很小，已经确认存在多层CNT。关于现场发射特性，碳纳米管膜的阈值电压在高密度下生长约300 V（2.4 v/μm），用于产生电子发射，而碳纳米管阵列的阈值电压具有100 mm间隔的点220 V（1.7 V/μmmm），并在condrii dectempt confrestical intrand and confriirming comptirirming intriirming intrimming intrimming。此外，在较高纵横比（CNT长度与CNT间隔的比率）的CNT发射器中，阈值电压为140V（1.1V/μm），如研究计划中所述，达到低于2V/μm。此外，使用激光消融使用ZnO粉末，粒度为靶标的ZnO粉末，制备了纳米化的磷光。制备氧化锌（ZnO）纳米颗粒的粒径分布的测量表明，随着消融空间中的氧气压力而降低，并且发现在氧气压力为10 kPa时，粒度为50 nm，平均粒径平均粒径为7 nm，在500 pa的平均粒径下为7 nm。从紫外线区域（约380 nm）更改为绿色和黄色可见区域。

项目成果

Characteristics of graphene-layer encapsulated nanoparticles fabricated using laser ablation method

• DOI: 10.1016/j.diamond.2007.10.023
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Diamond and Related Materials
• 影响因子: 4.1
• 作者: Q. Ou;Takayuki Tanaka;M. Meško;A. Ogino;M. Nagatsu

Field emission characteriseics of vertically aligned carbon nanotubes grown on submicron-sized catalyst array usngplasna CVD

使用ngplasna CVD在亚微米尺寸催化剂阵列上生长的垂直排列碳纳米管的场发射特性

• 发表时间: 2007
• 作者: T.Matsuda;T.Ishikawa;M.Mesko.A.Ogino;M.Nagatsu
• 通讯作者: M.Nagatsu

An experimental study of high power microwave pulsed discharge in nitrogen

• DOI: 10.1088/0963-0252/15/3/037
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Plasma Sources Science and Technology
• 影响因子: 3.8
• 作者: M. Meško;Z. Bonaventura;P. Vašina;V. Kudrle;A. Tálský;D. Trunec;Z. Frgala;J. Janca

Diameter Dependent Tip-type and Root-type Growth of Vertically Aligned Carbon Nanotubes Using Nickel-Carbon Nanoclusters

使用镍碳纳米团簇垂直排列碳纳米管的直径依赖性尖端型和根型生长

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of Inter-Academia for Young Researchers Workshop 2007
• 作者: T.Matsuda;M.Mesko;A.Ogino;M.Nagatsu;Veronique Buat;M.Mesko
• 通讯作者: M.Mesko

Fabrication of Nano-sized CNT Field Emitters and Nano-structured ZnO Phosphors

纳米碳纳米管场发射体和纳米结构氧化锌荧光粉的制备

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of the 3rd Int. Symp. on Nanovision Science and the 9th Joint Int. Conf. on Advanced Science and Technology
• 作者: T.Matsuda;M.Mesko;A.Ogino;M.Nagatsu;Veronique Buat;M.Mesko;Kenji Bekki;M.Nagatsu
• 通讯作者: M.Nagatsu