ساطع کننده های الکترون نانو لوله کربنی

ساطع کننده های الکترون نانو لوله کربنی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

 ذره بینی گسیل میدان و میکروسکوپی انتقال الکترون در باب ساطع کننده های الکترون نانو لوله کربنی

چکیده

نانو لوله های کربنی CNT)) ها به عنوان ساطع کننده ها یا گسیل دهنده های میدانی مهم تلقی می شوند چرا که ویژگی های آنها نظیر هندسه تیز، استحکام مکانیکی، ثبات شیمیایی و رسانایی الکتریکی قابل توجه است. هندسه تیز CNT ها سبب ارتقای قابل توجهی در ویژگی های آنها شده است که منجر به حصول پایین ترین حد ولتاژ آستانه برای گسیل الکترون در مقایسه با هر نوع مواد دیگر شده است. در اینجا، ما نسبت به گزارش نمودن خواص گسیل یا صدور میدانی مشخص شده به وسیله میکروسکوپ انتشار میدان (FEM) و همچنین رفتار دینامیکی و مکانیزم تنزل CNT های گسیل – میدانی، که با استفاده از میکروسکوپ انتقال الکترون (TEM) که در شرایط طبیعی مشاهده شده است، اقدام می نماییم.

ساطع کننده های الکترون نانو لوله کربنی

۱- FEM مرتبط با ساطع کننده های میدانی CNT

آزمایشات FEM در یک خلاء کاملا سطح بالا با استفاده از نانو لوله های کربنی چند جداره (MWNTs) که به وسیله تخلیه قوس الکتریکی تولید شده است انجام شد. شش حلقه پنج ضلعی در الگوهای FEM از ۱ MWNT با سطحی صاف مشاهده گردید که معرف انتشار ترجیحی از این پنج ضلعی ها می باشد [۱]. چنین موردی به میزان زیادی به واسطه غلظت میدانی مشخص شده محلی در اطراف این پنج ضلعی ها می باشد که در آن انحنای محلی در مقایسه با دیگر نواحی شش گوش بیشتر است.

به علاوه این مورد نیز مشخص شد که جذب مولکول های گاز سبب ارتقای گسیل الکترون صرف نظر از گونه های مولکولی مورد بررسی ( و ) می شوند [۲]، و آنکه جذب و واجذب مولکول های گاز باقیمانده مسئول نوسانات در جریان گسیل می باشند.

به علاوه ذکر این مورد نیز قابل توجه خواهد بود که حاشیه های تداخل بین پنج گوش های مجاور مشاهده شده است. این مورد نیز مشخص که شد فاصله گذاری این حاشیه به صورت معکوسی در تناسب با جذب ولتاژ شتاب دهنده می باشد. قابلیت مشاهده این لبه ها / حاشیه ها با ولتاژ شتاب دهنده بیشتر شده که می توان آن را بر حسب کاهش اندازه منبع مجازی تشریح نمود [۳]. این نتایج تجربی از این ایده پشتیبانی می نمایند که چنین حاشیه هایی به واسطه تداخل پرتوهای الکترون ساطع شده از پنج گوش های مجاور بوجود می آیند.

۲- TEM در موقعیت طبیعی گسیل میدانی از CNT ها

CNT ها مورد بررسی عبارتند از: (۱) CNT های دو جداره (DWNT)، (۲) CNT های چند جداره سر بسته (MWNTs های بسته) و (۳) MWNTs های سر باز یا بی انتها تولید شده به وسیله روش تخلیه – قوس. ساطع کننده های CNT که به وسیله تخلیه قوس تولید شده اند به نوک یا ناحیه فوقانی یک سوزن تنگستن (W) که با استفاده از الکتروفورز متصل شده اند. سوزن W با CNT ها (کاتد) و یک صفحه مسی (آند) بر روی یک نگهدارنده خاص نمونه مرتبط با TEM نگهداری شد (JEM 2011) که به وسیله آن موقعیت ساطع کننده های CNT در تناسب با آند مسی را می توان به خوبی تعدیل یا تنظیم نموده و علاوه براین ولتاژ الکتریک را می توان بین این الکترود ها به کار برد.

شکل ۱ نشان دهنده تصاویر TEM از گروهی از DWNT ها در دو ولتاژ کاربردی مختلف ۶۰ ولت و ۱۰۰ ولت می باشد. DWNT ها پس از الکتروفورز تشکیل دهنده بخش های بهم تابیده ای است که هر کدام حاوی تقریبا هفت DWNT می باشد. منشعب سازی این بخش ها به واسطه نیروهای الکترواستاتیک و کوتاه سازی طول آنها نیز مشاهده می شود. تصعید بخش های DWNT به هنگامی که جریان گسیل فراتر از ۱۰  می گردد از نقطه فوقانی آنها آغاز خواهد شد [۴].  برای MWNT های باز، پوسته برداری و تصعید متعاقب لایه های خارجی به هنگامی که جریان گسیل فراتر از  گردید مشاهده شد. از طرف دیگر، MWNT بسته به هنگامی که جریان صدور تعدیل شود (کمتر از ۲۵ ) معرف پوسته شدگی شدید لایه های گرافیتی نمی باشد، بنابراین تصعید صرفا چندین لایه در جریان بالاتر مشاهده شد. بخش های بهم تابیده DWNT نشان دهنده پایین ترین حد ولتاژ آستانه جهت شروع گسیل الکترون می باشند، اما حداکثر جریان گسیل بدون تصعید در سطح پایین ترین حد در بین سه نوع از CNT های مورد بررسی مشخص شده است. MWNT بسته به عنوان قدرتمندترین ساطع کننده به شمار می آید با این حال این مورد دارای بالاترین حد ولتاژ در بین سه مورد دیگر می باشد.

ساطع کننده های الکترون نانو لوله کربنی