Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial materials >> Nanomaterialen

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Samenvatting

Verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen (VACNTs) zijn gesynthetiseerd op verschillende oxide-buffertjes met behulp van chemische dampafzetting (CVD). De groei van de VACNTs werd voornamelijk bepaald door drie factoren: de Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes, de subsurface-diffusie van Fe, en hun activeringsenergie voor nucleatie en initiële groei. De oppervlakteruuwheid van de buffertjes beïnvloedde de diameter en dichtheid van de katalysatornanodeeltjes na uitharding, wat de levensduur van de deeltjes en de dikte van de bereide VACNTs beïnvloedde. Daarnaast werd de groei van de VACNTs ook beïnvloed door de afzettingstemperatuur, en de levensduur van de katalysatornanodeeltjes nam af wanneer de afzettingstemperatuur hoger was dan 600 °C als gevolg van ernstige Ostwald-verruiming. Verder was, naast het aantal katalysatornanodeeltjes, de dichtheid van de VACNTs ook in sterke mate afhankelijk van hun activeringsenergie voor nucleatie en initiële groei.

Achtergrond

Verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen (VACNTs) vertonen veel uitstekende eigenschappen, waaronder buitengewone mechanische eigenschappen, aantrekkelijke elektrische kenmerken en hoge thermische geleiding [1,2,3]. Daarom tonen VACNTs grote potentie voor gebruik in een breed scala aan toepassingen, waaronder velduitstralers voor displays, biologische sensoren, micro-elektronische apparaten, en waterstofopslag- en thermische interfacematerialen [4,5,6,7,8,9,10,11]. Onder de bestaande methoden lijkt chemische dampafzetting (CVD) de meest geschikte voor de groei van VACNTs; het biedt betere controle over de groeiparameters en de groei op vooraf gedefinieerde plekken van een gepatent substraat [12,13,14,15,16,17]. Om hoogwaardige VACNTs te bereiken met CVD, moeten katalysatornanodeeltjes worden gevormd op en voorkomen dat ze reageren met het onderliggende substraat [18]. Over het algemeen, om ongewilde metaalsilicidevorming bij hoge processtemperaturen te voorkomen, wordt een buffertje op het substraat aangebracht voordat de katalysator wordt aangebracht [19, 20].

Veel onderzoekers hebben gevonden dat het buffertje cruciaal is voor de groei van VACNTs, en verschillende buffertjes tonen diverse effecten [21]. De effectieve groei van VACNTs is in sterke mate afhankelijk van het type, de kwaliteit in termen van porositeit, en de stoichiometrie van het buffertje [22,23,24,25]. Lee et al. rapporteerden dat metallische buffertjes oneffectief waren voor de groei van VACNTs omdat ze de diffusie van de katalysator in het substraat niet konden voorkomen, wat resulteerde in de vorming van carbide- of silicidefasen [26]. Vergeleken met metallische films, zijn niet-metallische films zoals oxidefilms als meer gunstig bevonden voor de synthese van VACNTs. De los Arcos et al. stelden dat, vergeleken met Al, Al2O3 resulteerde in efficiëntere groei van VACNTs wanneer het als buffertje werd gebruikt [27, 28]. Daarnaast werd Al2O3 vergeleken met SiO2, TiO2, en ZrO2 als een beter buffertjemateriaal voor de groei van VACNTs gevonden wanneer Fe als katalysator werd gebruikt [29]. Hoewel verschillende oxidebuffertjes zijn geïntroduceerd om de groeiefficiëntie van VACNTs te verhogen, is hun gedetailleerde rol onduidelijk.

In dit artikel hebben we CVD gebruikt om VACNTs te synthetiseren met verschillende oxidefilms als buffertjes. De activiteit en levensduur van katalysatornanodeeltjes zijn geanalyseerd op verschillende oxidebuffertjes om hoogwaardige VACNTs te bereiken. Het mogelijke groeimechanisme van VACNTs wordt ook besproken.

Methoden

Thermisch geoxideerd SiO2 en drie typen Al2O3-dunne films werden gebruikt als oxidebuffertjes. De Al2O3-films werden op Si-substraten aangebracht door atomaire laagafzetting (ALD), elektronenstraal (EB) verdamping, en sputteren. Voor ALD Al2O3-films werden trimethylaluminium (TMA) en H2O gebruikt als respectievelijk precursor en zuurstofbron. De afzettingstemperatuur was ingesteld op 200 °C. De dikte van de Al2O3- en SiO2-films die als buffertjes werden gebruikt, was 20 nm. Een 1-nm-dikke Fe-film werd op al deze films aangebracht door EB-verdamping; deze diende als katalysator. Vervolgens werden de VACNTs gesynthetiseerd door CVD (AIXTRON Black Magic II). Eerst werd waterstof in de reactiekamer geïntroduceerd, en de druk werd ingesteld op 0,2 mbar. Voor de groei van VACNTs werd de katalysator geüthard bij 550 °C onder waterstof. De stroomsnelheid van waterstof was ingesteld op 700 sccm, en de periode was 3 min. Ten tweede werden acetyleen en waterstof gelijktijdig in de kamer geïntroduceerd, en VACNTs werden bereid op katalysatornanodeeltjes. De stroomsnelheden van acetyleen en waterstof waren respectievelijk 100 en 700 sccm. De groeitemperatuur werd verhoogd van 500 tot 650 °C, en de groeiperiode was vastgezet op 30 min.

Epoxyhars (412813) werd gekocht bij Sigma-Aldrich Co., Ltd. Het verharder (C1486) en verdunner (E0342) werden gekocht bij TCI Chemical Industrial Development Co., Ltd. Na de groei van VACNTs werden ook VACNT/epoxy-composietfilms bereid. Eerst werden epoxyhars, verharder en verdunners gemengd als matrix met een hoge-snelheid dispersiemengmachine (MIX500D). Ten tweede werden de VACNTs in de matrix gedoopt, die vervolgens werd uitgehard in een vacuümoven bij 120 °C gedurende 1 uur en daarna bij 150 °C gedurende 1 uur. De verkregen composietfilms werden van het Si-substraat afgetrokken en gepolijst tot een dikte van ongeveer 300 μm. De puntjes van de VACNTs staken uit aan beide zijden van de composietfilm.

Veld-emissie scanning elektronenmicroscopie (FESEM; Merlin Compact) werd gebruikt om de diameter en verdeling van de katalysatornanodeeltjes te karakteriseren, evenals de dwarsdoorsnede van de VACNTs en composietfilms. Ramanspectra van de VACNTs werden opgemeten met een inVia Reflex-spectrometer, en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM; Tecnai G2 F20 S-TWIN) werd gebruikt om de morfologie van de koolstofnanobuizen te karakteriseren. De chemische samenstelling en dichtheid van verschillende buffertjes werden gekarakteriseerd door X-stralen foto-elektronenspectroscopie (XPS; ESCALAB 250Xi) en X-stralen reflectiviteit (XRR; Bruker D8 Discover), respectievelijk. De oppervlakteruuwheid van verschillende buffertjes werd geanalyseerd door atoomkrachtmicroscopie (AFM; SPM9700). Laser-flash thermische analyse (Netzsch LFA 447) en differentiële scanning calorimetrie (DSC; Mettler Toledo DSC1) werden gebruikt om respectievelijk de thermische diffusiviteit en specifieke warmtecapaciteit van de composietfilms te meten. De thermische geleiding werd vervolgens berekend met Vergelijking 1:

$$ \lambda =\alpha \times \mathrm{Cp}\times \rho, $$ (1)

waarbij λ, α, Cp, en ρ de thermische geleiding (W m−1 K−1), thermische diffusiviteit (mm2 s−1), specifieke warmtecapaciteit (J kg−1 K−1), en dichtheid (kg m−3) van composietfilms zijn, respectievelijk.

Resultaten en Discussie

Figuur 1a–d toont Ramanspectra van VACNTs gegroeid op verschillende oxidebuffertjes. In het algemeen bevond de G-piek, de symmetrische trilling van de optische modus en zes-ring vlakke uitdijning, zich op ongeveer 1580 cm−1 [30]. De D-piek, een trillingsmodus veroorzaakt door de rand of defect van het microkristallijne vlak, bevond zich op ongeveer 1360 cm−1 [30]. Daarnaast was de G′-piek typisch gevestigd op ~ 2700 cm−1 [31]. Voor verschillende oxidebuffertjes werd de verhouding van ID en IG berekend op ongeveer gelijk aan of groter dan 1, en er werden geen radiale ademhalingsmodes (RBMs) waargenomen op ~ 200 cm−1. Deze resultaten geven aan dat alle bereide VACNTs op verschillende buffertjes multiwandig waren. Figuur 2a–d toont de morfologie van VACNTs op verschillende buffertjes, geanalyseerd door TEM. De VACNTs waren multiwandig op al deze, consistent met de Ramananalyserresultaten. De koolstofnanobuizen waren drievoudig gewonden op ALD en EB Al2O3, maar viervoudig of vijfvoudig gewonden op gesputterde Al2O3 en SiO2.

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Ramanspectra van VACNTs gegroeid op verschillende buffertjes: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2. De spectra zijn genormaliseerd naar de intensiteit van de G-band om vergelijking te vergemakkelijken

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

TEM-afbeeldingen van VACNTs gegroeid op verschillende buffertjes: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2

Figuur 3a–f toont de dwarsdoorsnede SEM-afbeeldingen van VACNTs gegroeid op verschillende oxidebuffertjes bij 600 °C. De VACNTs werden succesvol gesynthetiseerd op ALD en EB Al2O3, zoals getoond in Fig. 3a, b, e, en f. De dikte van VACNTs op ALD Al2O3 was kleiner dan die op EB Al2O3, wat kan worden verklaard door verschillende levensduur van katalysatornanodeeltjes op deze substraten tijdens de groeiperiode. De levensduur van katalysatornanodeeltjes, die de tijd vertegenwoordigt na welke het katalysatornanodeeltje in wezen zijn katalytische functie om koolstofnanobuizen te laten groeien verliest, werd afgeleid uit de dikte van VACNTs [24]. De resultaten tonen aan dat de levensduur van katalysatornanodeeltjes op EB Al2O3 langer was dan die op ALD Al2O3, wat in sterke mate gerelateerd was aan Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes op de substraten. Ostwald-verruiming is een fenomeen waarbij grotere deeltjes in grootte toenemen terwijl kleinere deeltjes, die een grotere spanningsenergie hebben, in grootte afnemen en uiteindelijk verdwijnen via atoomaire interdiffusie [32]. Wanneer een katalysatornanodeeltje verdween, of wanneer te veel katalysator verloren ging, stopten de koolstofnanobuizen die eruit groeiden [32]. Toen genoeg koolstofnanobuizen stopten met groeien, beëindigde de groei van VACNTs collectief, omdat elke beëindigde koolstofnanobuis een mechanische wrijvingskracht uitoefende op aangrenzende groeiende buizen vanwege Van der Waals-krachten en vergrendeling [32]. Daarom was de levensduur van katalysatornanodeeltjes voornamelijk afhankelijk van hun snelheid van Ostwald-verruiming. Figuur 3c toont dat bijna geen VACNTs aanwezig waren op gesputterde Al2O3. Zoals getoond in Tabel 1, was de dichtheid en chemische samenstelling van gesputterde Al2O3 bijna gelijk aan die van ALD en EB Al2O3, wat aangeeft dat de verschillende Al2O3 mogelijk een vergelijkbare barrière-eigenschap tegen Fe hebben. Daarom zou de hoofdoorzaak voor de mislukte groei van VACNTs niet de subsurface-diffusie van Fe kunnen zijn, maar de ernstige Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes op het gesputterde Al2O3 [33]. Naarmate Ostwald-verruiming voortschrijdt, neemt het aantal deeltjes af, terwijl de gemiddelde katalysatordiameter toeneemt en de deeltjesgrootteverdeling zich verbreedt [32]. Daarom zou ernstige Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes direct resulteren in een lage dichtheid van koolstofnanobuizen. Over het algemeen was elke marginale uitlijning die in CVD-monsters werd waargenomen te wijten aan een verdringingseffect, en koolstofnanobuizen ondersteunen elkaar door Van der Waals-aantrekking [34]. Als gevolg kon VACNTs niet worden bereikt op gesputterde Al2O3. Vergeleken met VACNTs op ALD en EB Al2O3, waren die op SiO2 erg dun, wat zou kunnen worden veroorzaakt door de subsurface-diffusie van Fe, zoals getoond in Fig. 3d [33].

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Dwarsdoorsnede SEM-afbeeldingen van VACNTs gegroeid op verschillende buffertjes bij 600 °C: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2. Afbeeldingen e en f tonen de interne structuur van a en b bij hoge vergroting

Figuur 4a–d toont SEM-afbeeldingen van katalysatornanodeeltjes op verschillende oxidebuffertjes na uitharding bij 550 °C gedurende 3 min in afwezigheid van C2H2. Vergeleken met de andere, hadden de deeltjes een veel grotere diameter op gesputterde Al2O3 vóór de groei van VACNTs. Figuur 4e toont het aantal katalysatornanodeeltjes op een gebied van 200 × 200 nm2 van verschillende buffertjes. Het aantal deeltjes was het hoogst op EB Al2O3, en het laagst op gesputterde Al2O3. De grootste diameter en het laagste aantal deeltjes zouden kunnen resulteren in hun kortste levensduur op gesputterde Al2O3 door het effect van Ostwald-verruiming. Dit verklaart ook waarom er bijna geen VACNTs groeiden op gesputterde Al2O3 (Fig. 3c). Daarnaast werden de gemiddelde diameter en grootteverdeling van katalysatornanodeeltjes geanalyseerd, zoals getoond in Fig. 5a–d. Figuur 5b toont dat de gemiddelde diameter van de deeltjes het kleinst was op EB Al2O3, wat leidde tot de langste levensduur van de Fe-katalysator [35]. Het resultaat in Fig. 3b bevestigt dat de dikste VACNTs op EB Al2O3 werden gegroeid. Figuur 5c toont dat de gemiddelde diameter van de deeltjes het grootst was op gesputterde Al2O3, wat bevestigd werd door het resultaat in Fig. 4c. Figuur 5a, d toont dat de gemiddelde diameter van de deeltjes op ALD Al2O3 en SiO2 vergelijkbaar was, terwijl Fig. 3a, d toont dat hun dikte aanzienlijk verschilde. Fe-atomen zouden gemakkelijker door SiO2 kunnen diffunderen en in het Si-substraat treden dan door ALD Al2O3 [33]. De subsurface-diffusie van Fe zou resulteren in weinig katalysatornanodeeltjes op het oppervlak van SiO2 tijdens de groeiperiode, wat leidde tot dunne VACNTs.

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Draaiplan SEM-afbeeldingen van katalysatornanodeeltjes gevormd op verschillende buffertjes na uitharding bij 550 °C in afwezigheid van C2H2: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2. De afbeelding in e toont het aantal katalysatornanodeeltjes op een ander buffertje met een gebied van 200 × 200 nm2

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Grootteverdeling van katalysatornanodeeltjes gemeten uit de FESEM-data door handmatige analyse van 100 deeltjes op verschillende buffertjes: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2

Figuur 6a–d toont de oppervlakteruuwheid van verschillende buffertjes vóór de afzetting van de katalysator. De oppervlakteruuwheid van EB Al2O3 was de grootste; de wortel-gemiddelde-kwadraat (RMS) ruwheidswaarde was 2,53 nm, zoals getoond in Fig. 6b en Tabel 1. Zoals eerder vermeld, werden de kleinste diameter en het grootste aantal katalysatornanodeeltjes bereikt op EB Al2O3. Een ruw oppervlak zou resulteren in een kleine diameter en hoge dichtheid van katalysatornanodeeltjes na uitharding. Figuur 6c toont dat het oppervlak van gesputterde Al2O3, wiens RMS-waarde 0,68 nm was, het gladste was. Dit resultaat geeft aan dat de grootste diameter en laagste dichtheid van deeltjes ook gerelateerd kunnen zijn aan het gladde oppervlak van gesputterde Al2O3. Uit Fig. 6a, d was de RMS-waarde van ALD Al2O3 groter dan die van SiO2. Vergeleken met de deeltjes op SiO2, vertoonden die op ALD Al2O3 een grotere dichtheid en kleinere diameter, bevestigd door de resultaten in Fig. 4e en 5a, d. Daarom was de oppervlakteruuwheid van buffertjes cruciaal en beïnvloedde deze de groei van VACNTs in het CVD-proces sterk.

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

AFM-topografie-afbeeldingen van de blootgestelde buffertjes: a ALD Al2O3, b EB Al2O3, c gesputterde Al2O3, en d SiO2

Figuur 7 toont het effect van de afzettingstemperatuur op de groeisnelheid van VACNTs op EB en ALD Al2O3. Bij temperaturen onder 600 °C steeg de groeisnelheid met stijgende temperatuur. Echter, toen de temperatuur hoger was dan 600 °C, daalde de groeisnelheid duidelijk. Dit gedrag zou gerelateerd kunnen zijn aan ernstige Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes, wat de levensduur van de deeltjes en de groeisnelheid sterk reduceerde [32]. Daarnaast toont Fig. 7 ook de afhankelijkheid van de groeisnelheid van 1/T; de activeringsenergie werd direct berekend uit de helling van de lineaire fit door de data [36]. De activeringsenergieën voor de nucleatie en initiële groei van VACNTs op ALD en EB Al2O3 waren respectievelijk 39,1 en 66,5 kJ mol−1. Dit resultaat geeft aan dat de activeringsenergie voor nucleatie en initiële groei met behulp van ALD Al2O3 veel lager is dan die met EB Al2O3. Daarom kunnen we concluderen dat de nucleatie en initiële groei van VACNTs gemakkelijker bereikt werden op ALD Al2O3, vergeleken met EB Al2O3. Uit Tabel 1 kon men weten dat er enkele verontreinigingen in ALD Al2O3 aanwezig waren, zoals koolstof, die extra nucleatieplaatsen voor VACNTs zouden kunnen bieden en zo de activeringsenergie verlagen.

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Variatie van de groeisnelheid op ALD en EB Al2O3 buffertjes als functie van de afzettingstemperatuur. De activeringsenergieën werden berekend uit een lineaire interpolatie van de hellingen

Figuur 8a, b toont de dwarsdoorsnede SEM-afbeeldingen van de composietfilms bereid door de matrix in VACNTs te vullen. De VACNTs en matrix waren volledig in contact, en de VACNT-gebaseerde composietfilms werden succesvol gesynthetiseerd. Hun longitudinale thermische geleiding werd vervolgens geanalyseerd, zoals getoond in Fig. 9. Vergeleken met puur epoxyhars, verbeterden VACNTs de thermische geleiding van de composietfilms duidelijk. Daarnaast had de composietfilm een hogere thermische geleiding met de VACNTs gegroeid op ALD Al2O3 vergeleken met die op EB Al2O3. Over het algemeen was de thermische geleiding van epoxyhars veel lager dan die van multiwandige koolstofnanobuizen, wier experimentele thermische geleiding is gerapporteerd als groter dan 3000 W m−1 K−1 bij kamertemperatuur [37]. Elke koolstofnanobuis was een weg voor thermische dissipatie in composietfilms, en een hogere thermische geleiding betekent meer paden voor thermische dissipatie. De resultaten geven aan dat een grotere hoeveelheid koolstofnanobuizen en dichtere VACNTs bereikt konden worden op ALD Al2O3. Algemeen kan elk katalysatornanodeeltje maximaal één koolstofnanobuis produceren, en het aantal katalysatornanodeeltjes zou een bovengrensvoorspelling van de dichtheid van VACNTs kunnen bieden [35, 38]. Echter, niet alle katalysatornanodeeltjes konden de vorming van een koolstofnanobuis bereiken omdat de activeringsenergie overwonnen moest worden voor de nucleatie en initiële groei. Hoewel EB Al2O3 een groter aantal katalysatornanodeeltjes bevatte dan ALD Al2O3, zoals vermeld in Fig. 4e, was het aantal koolstofnanobuizen op EB Al2O3 nog steeds minder dan dat op ALD Al2O3. Dit resultaat zou verklaard kunnen worden door een lagere activeringsenergie voor de nucleatie en initiële groei van VACNTs op ALD Al2O3, zoals getoond in Fig. 7. Daarom was, naast het aantal katalysatornanodeeltjes, de dichtheid van VACNTs nog steeds in sterke mate afhankelijk van de activeringsenergie voor hun nucleatie en initiële groei.

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Dwarsdoorsnede SEM-afbeeldingen van composietfilms met VACNTs gegroeid op verschillende buffertjes: a ALD Al2O3 en (b) EB Al2O3

Optimalisatie van de groei van verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen: De cruciale rol van oxide-buffertjes in CVD

Thermische geleiding analyse van verschillende films: de film met puur epoxyhars en de composietfilms met VACNTs gegroeid op EB en ALD Al2O3

Conclusies

In deze studie hebben we de groei van VACNTs op verschillende oxidebuffertjes en hun mogelijke groeimechanisme onderzocht. De levensduur van katalysatornanodeeltjes en de dikte van bereide VACNTs waren in sterke mate afhankelijk van de diameter en dichtheid van de deeltjes na uitharding. De kleinste diameter en hoogste dichtheid van deeltjes werden bereikt op EB Al2O3, en de dikste VACNTs werden ook op dit substraat bereid. Integen, de grootste diameter en laagste dichtheid van deeltjes werden bereikt op gesputterde Al2O3, en er werden bijna geen VACNTs op dit substraat bereid. Deze waarnemingen zouden verklaard kunnen worden door ernstige Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes op gesputterde Al2O3. Vergeleken met EB en ALD Al2O3, waren de bereide VACNTs veel dunner op SiO2, wat gerelateerd zou kunnen zijn aan de subsurface-diffusie van Fe. Daarnaast beïnvloedde de oppervlakteruuwheid van buffertjes de diameter en dichtheid van katalysatornanodeeltjes in sterke mate. Vergeleken met het oppervlak van gesputterde Al2O3, bevorderde het ruwe oppervlak van EB Al2O3 een kleine diameter en hoge dichtheid van katalysatornanodeeltjes.

Verder was de groei van VACNTs in sterke mate afhankelijk van de afzettingstemperatuur. Bij een temperatuur boven 600 °C daalde de groeisnelheid van VACNTs duidelijk, wat veroorzaakt zou kunnen worden door ernstige Ostwald-verruiming van katalysatornanodeeltjes, wat hun levensduur verminderde. Vergeleken met de activeringsenergie op EB Al2O3, was die op ALD Al2O3 veel lager, wat suggereert dat de nucleatie en initiële groei van VACNTs gemakkelijker bereikt werden op ALD Al2O3. Deze lagere activeringsenergie zou kunnen resulteren in dichtere VACNTs op ALD Al2O3, wat bevestigd werd door de hogere longitudinale thermische geleiding van de composietfilm die deze bevatte. Daarom was, naast het aantal katalysatornanodeeltjes, de activeringsenergie voor de nucleatie en initiële groei van VACNTs nog steeds sterk bepalend voor hun dichtheid.

Afkortingen

AFM:
Atoomkrachtmicroscopie
ALD:
Atomaire laagafzetting
CVD:
Chemische dampafzetting
DSC:
Differentiele scanning calorimetrie
EB:
Elektronenstraal
FESEM:
Veld-emissie scanning elektronenmicroscopie
LFA:
Laser-flash thermische analyse
RBMs:
Radiale ademhalingsmodes
RMS:
Wortel-gemiddelde-kwadraat
TEM:
Transmissie-elektronenmicroscopie
TMA:
Trimethylaluminium
VACNTs:
Verticaal uitgelijnde koolstofnanobuizen
XPS:
X-stralen foto-elektronenspectroscopie
XRR:
X-stralen reflectiviteit

Nanomaterialen

  1. Chemische dampdepositie (CVD) uitgelegd: proces, varianten en voordelen
  2. Koolstofstaal smeden: Hoe hitte en druk kracht en toughness transformeren
  3. CNT Doorbraken in Transistor Schaling en Integratie Ebben Weg voor Next-Gen Chips
  4. Koolstofnanobuizen Garnen, Kunstmatige Spieren, en Transparante Vellen: Geavanceerde Toepassingen
  5. Atomaire Laag Depositie voor Next-Generation Micro-LEDs en VCSELs
  6. Fabricatie van geordende Au-gekapte GaAs nanopilier arrays via metaal-geassisteerde chemische etching
  7. Verwarmingsverbeterte dielectroforese levert ultrahoog-dichte, uitgelijnde enkelwandige koolstofnanobuizenfilms
  8. Zelfgekatalyseerde Groei van Verticale GaSb Nanodraden op InAs Stammen via Metal-Organische CVD
  9. Zure micro-omgevingen in liposomen verbeteren curcumine-stabiliteit en antikanker-effectiviteit significant
  10. Grootvlakke WS₂-film met giganteske eendomeinen gegroeid door atmosferische CVD
  11. Geoptimaliseerde biocompatibiliteit van anodische tantaliumoxide nanotube-arrays