الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۶۲
کد مقاله
ELC62
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
خواص بهبود یافته انتشاری نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
نام انگلیسی
Improved field emission properties of double-walled carbon nanotubes decorated with Ru nanoparticles
تعداد صفحه به فارسی
۱۸
تعداد صفحه به انگلیسی
۷
کلمات کلیدی به فارسی
نانولوله های کربنی، نانوذرات، روتنیم
کلمات کلیدی به انگلیسی
carbon nanotubes, nanoparticles, Ru, Elsevier
مرجع به فارسی
کالج مهندسی الکترونیک، دانشگاه کره، دپارتمان فیزیک دانشگاه ایهاومانز، جمهوری کره، الزویر
مرجع به انگلیسی
School of Electrical Engineering, Korea University, Department of Physics, Ewha Womans University, Republic of Korea
کشور
کره
خواص بهبود یافته انتشاری نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
چکیده
خواص انتشار میدان نانولوله های کربن دو دیواره (DWCNT) با اندوده کردن سطح آنها با نانوذرات فلزی روتنیم (Ru) بطور قابل ملاحظه ای بهبود یافتند. نانوذرات Ru بطور موثری تحت یک پروسه شیمیائی به سطح DWCNT چسبانده شدند. DWCNT های اندوده شده توسط Ru ولتاژ روشن کردن کوچکتر، شدت جریان انتشار بالاتر، و یکنواختی انتشار بهتری نسبت به DWCNT های بکر نشان دادند. تاثیر نانوذرات Ru روی تابع کار و چگالی حالت ها تحت «محاسبه اصول اول» مورد ارزیابی قرار گرفت. بهبود خواص انتشار میدان DWCNT–Ru ها عمدتا مربوط است به ذرات Ru که فاکتور بهبود میدان و شدت سایت های انتشار را افزایش داند. نتایج ما نشان می‌دهد که DWCNT های اندود شده توسط Ru را میتوان به عنوان انتشار گر کارای میدان برای دستگاههای مختلف انتشار میدان مورد استفاده قرار داد.
نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
۱- مقدمه
انتشار میدان الکترون نانولوله های کربن (CNT) از زمان کشف CNT ها در سال ۱۹۹۱ بطور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است [۱-۵]. CNT ها بدلیل نسبت ابعادی بالا، خاصیت عالی الکتریکی، و استحکام مکانیکی خوب به عنوان یک کاندید ایده آل برای کاربردهای متنوع انتشار میدان نظیر لامپ ها و دستگاههای نمایش صفحه صاف [۶,۷] ، لامپ های اشعه ایکس [۸,۹]، گیج‌های خلاء [۱۰]، و آمپلی فایرهای مایکروویو [۱۱] در نظر گرفته شده اند. برای ابزارهای عملی انتشار میدان برپایه CNT لازم است که شدت جریان انتشار، یکنواختی، و پایداری را بهبود بخشید. برای رسیدن به عملکرد بالای انتشار از انتشارگران CNT روش های مختلفی مانند دستکاری سطح انتشارگرهای CNT[12-14]، تزریق نیتروژن به CNT[15,16] ، و بکارگیری آرایه های عمودتراز CNT[17] مورد مطالعه قرار گرفته اند. از میان این تکنیک های مختلف، اندودکردن سطح CNT ها با مواد دیگر به عنوان یک کاندید برای بهبود انتشار میدان مورد مطالعه قرار گرفته است. CNT های اندوده با مواد با تابع کار پائین مانند LaB6, Cs, یا Hf میدان روشن شدن کوچکتری نسبت به CNT های بکر از خود نشان دادند [۱۸-۲۰]. بعلاوه، CNT های اندوده با نانوذراتی نظیر RuO2, ZnO و Ti نیز بهبود انتشار میدان بروز دادند [۲۱-۲۵]. اخیرا CNT های اندوده با نانوذرات روتنیم (Ru) ، بدلیل وجود سایت های فعال چگالی بالا، اثر کاتالیزوری پیشرفته ای از خود نشان دادند [۲۶-۲۸]. نانوذرات Ru را میتوان به راحتی روی CNT ها از طریق روش های شیمیائی اندود کرد، و Ru در معرض اکسیژن پایدارتر از فلزات دارای تابع کار پائین الکالی میباشد. بعلاوه، نقطه ذوب Ru (2607 درجه سانتیگراد) بسیار بالاتر از نقظه ذوب RuO2 (1200 درجه سانتیگراد) میباشد. بنابراین، بررسی خواص انتشار میدان CNT های اندوده به Ru جالب خواهد بود.
در این مقاله اثر اندودکردن نانوذرات Ru روی بهبود خواص انتشار میدان CNT های دو دیواره (DWCNT) را گزارش می‌کنیم. همچنین خواص پیشرفته انتشار میدان DWCNT های اندوده به نانوذرات Ru، (بطور مخفف DWCNT–Ru) را، با استفاده از محاسبات اصول- اول پارامترهای تابع کار و چگالی حالت ها (DOS– مخفف density of states)، توضیح می‌دهیم.
نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
۲- آزمایشات
۱-۲٫ اندود کردن DWCNT ها با نانوذرات Ru
اندود کردن نانوذرات Ru روی DWCNT ها براساس رویه زیر انجام شد. ابتدا ۰٫۰۱۸۲ گرم DWCNT به یک محلول پلی وینیل پیرولیدون (polyvinylpyrrolidone یا بطور مخفف PVP) (Aldrich, MW 10,000) در ۱۰ میلی لیتر اتیلن گلیکول (Aldrich, anhydrous 98%) اضافه شد، و برای مدت ۳۰ دقیقه توسط اولتراسونیک کردن در محلول پراکنده شد. سپس ۳٫۲x10-4 مول RuCl3 (نسبت مول PVP/RuCl3 = 0.02) به این محلول اضافه گردید و به مدت ۱ ساعت در دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد به هم زده شد. پس از آن بسرعت تا دمای اتاق سرد گردید و با اولتراسونیک به مدت ۳۰ دقیقه به هم زده شد. طی این فرآیند، طبق معادلات (۱) و (۲)، RuCl3به Ru تجزیه گردید. بعد از این رویه، به منظور حذف ناخالصی های باقیمانده، استن به محلول اضافه شد و به مدت ۱۵ دقیقه در سانتریفوژ جداکننده تحت سرعت ۱۷۰۰۰ دور در دقیقه قرار داده شد. عین همین فرآیند با استفاده از آب مقطر به جای استن تکرار شد. در آخر، محصول نهائی یخ زده و خشک شد تا Ru-DWCNT بدست آید.
…
۲-۲٫ اندازه گیری خواص انتشار میدان
اندازه گیریهای انتشار میدان در یک اتاقک خلاء تحت ۱x10-7 Torr با استفاده از پیکربندی دیودی اجرا شد. انتشارگرهای میدانی که از Ru-DWCNT استفاده می‌کنند به روش زیر ساخته شدند. ابتدائا خمیر Ag به ضخامت ۵۰ میکرومتر روی زیرلایه ۱x1 cm2 Ti (200nm)/Cr (300 nm)/n-Si چسبانده شد. مادامی‌که خمیر Ag هنوز خیس بود Ru-DWCNT یا DWCNT بکر از طریق شبکه ای با سوراخ‌های ۳۰ میکرومتری روی زیرلایه رسوب داده شدند. بدین شکل CNT ها را میتوان بطور یکنواخت روی زیرلایه پخش کرد. ضخامت ورقه های DWCNT روی خمیر Agحدود ۳۰ میکرومتر است. سپس زیرلایه که روی آن DWCNT رسوب داده شده بود در هوا به مدت ۳۰ دقیقه خشک شد و بعد از آن در دمای ۸۰ درحه سانتیگراد به مدت ۲۰ دقیقه، به منظور بدست آوردن اتصال اهمی‌و چسبندگی مکانیکی خوب بین DWCNT ها و زیرلایه، پخته شد. آند عبارت بود از یک تکه فولاد زنگ نزن استوانه ای با قطر ۵ میلیمتر. فاصله بین کاتد و آند ۲۷۰ میکرومتر بود. شکل ۱ جزئیات شماتیک دستگاه اندازه گیری انتشار میدان را نشان می‌دهد. یک زیرلایه indium-tin-oxide/glass که با فسفر اندود شده بود به عنوان آند برای ارزیابی یکنواختی انتشار مورد استفاده قرار گرفت تا الگوهای انتشار نور را بتوان مشاهده نمود.
…
نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
۳- نتایج و مباحث
۱-۳٫ خواص فیزیکی Ru-DWCNT ها
ما از HRTEM برای مشخص کردن ریزساختار Ru-DWCNT استفاده کردیم. شکل ۲a تصویر HRTEM که از DWCNT های بکر گرفته شده است را نشان می‌دهد. تصویر داخلی این شکل بوضوح نشان می‌دهد که هردو CNT دارای دو لایه گرافین هستند و DWCNT ها دارای قطرهای حدود ۵ نانومتر می‌باشند. مشخص شد که بعد از فرآیند Ru اندود کردن، DWCNT ها با ذرات کاملا یک اندازه روی سطح خارجیشان اندوده شده اند، همانطور که شکلهای ۲b و ۲c نشان می‌دهند. برداشت ما این است که نانوذرات Ru ممکن است به صورت انتخابی روی سایت های معیوب CNT ها متصل شده باشند [۲۹]. در تصویر داخلی شکل ۲c ، انکسار/ پراش الکترونی ناحیه انتخاب شده (slected area electron diffraction یا بطور خلاصه SAED) مربوط به این نانوذرات Ru نمایانگر دایره های انکسار مشخصه Ru فلزی میباشد. حلقه های هم مرکزی که در الگوی انکسار آمده است نشان می‌دهند که نانوذرات فلزی Ru از کریستل های ریزی تشکیل شده اند که روی زیرلایه CNT جهت های اتفاقی دارند [۲۷]. توزیع اندازه ای نانوذرات Ru در شکل ۲d خلاصه شده است که نشان می‌دهد که قطرهای بیشتر نانوذرات حدود ۲٫۲ نانومتر هستند. از مشاهدات TEM شکل های ۲a و ۲c میتوانیم بگوئیم که هیچ تغییر قابل توجهی در ساختار DWCNT ها بعد از فرآیند Ru اندودکردن رخ نداده است.
…
۳-۳٫ محاسبات اصول اول
برای تحقیق مبدا میکروسکپی انتشار میدان بهبودیافته Ru-DWCNT ها، محاسبات اصول اول را با استفاده از کد VASP انجام دادیم [۳۶,۳۷]. ما ابتدا DOS را در نزدیکی سطح فرمی(Fermi) ، وقتی که اتم های Ru به یک CNT (5،۵) متصل شده اند، بازرسی کردیم و نتایج در شکل ۷ نشان داده شده‌اند. برای ارائه یک توضیح واقعی انتشار میدان، یک میدان الکتریکی برابر ۵ V/nm اعمال کرده و از اربیتال های اتمی‌محلی شده بهره جستیم [۲۵]. واضح است که وقتی اتم های Ru چسبیده اند DOS بطور قابل ملاحظه ای افزایش می‌یابد. این تلویحا بیان می‌دارد که ذرات Ru میتوانند انتشار میدان را وقتی که روی سطح DWCNT ها حضور دارند تقویت نمایند. این نتیجه بخوبی با ولتاژ کم روشن شدن و چگالی بالاتر انتشار سایت ها از Ru-DWCNT ها ، همانطور که در شکل های ۵a و ۵d نشان داده شده است، همخوانی دارد.
…
نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
۴- نتیجه گیری
ما سطح خارجی DWCNT ها را با نانو ذرات Ru با استفاده از یک روش شیمیائی اندوده کرده و خواص انتشار میدان آنها را مطالعه نمودیم. دریافتیم که نانو ذرات Ru بطور چشمگیری عملکرد انتشار میدان از DWCNT ها را تقویت می‌کنند. هر دو مشخصه میدان روشن کردن و میدان آستانه در اثر اندوده کردن سطح DWCNT ها با نانوذرات Ru خیلی کاهش یافتند. افزایش پایداری انتشار انتشارگرهای CNT–Ru ها به تاثیر اثر حفاظتی نانوذرات Ru در مقابل اکسیژن توجیه شد زیرا اکسیژن ترجیح می‌دهد که به سایت های معیوب دیواره های کناری CNT بچسبد. طبق محاسبات اصول اول، نانوذرات Ru روی DWCNT ها میتوانند به کاهش تابع کار و افزایش DOS در نزدیکی سطح فرمی‌منجر شوند. این گونه استنباط شد که خواص بهبود انتشار میدان Ru-DWCNT ها عمدتا در اثر افزایش فاکتور افزایش میدان در کنار کاهش تابع کار میباشد.
نانولوله های کربنی دو دیواره با اندود نانوذرات روتنیم
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
