Журнал технической физики
Авторам
Вышедшие номера
- 2025
- 2024
- 2023
- 2022
- 2021
- 2020
- 2019
- 2018
- 2017
- 2016
- 2015
- 2014
- 2013
- 2012
- 2011
- 2010
- 2009
- 2008
- 2007
- 2006
- 2005
- 2004
- 2003
- 2002
- 2001
- 2000
- 1999
- 1998
- 1997
- 1996
- 1995
- 1994
- 1993
- 1992
- 1991
- 1990
- 1989
- 1988
Структурные и автоэмиссионные свойства эффективных нанокомпозитных катодов УНТ@TiO2
Чумак М.А.1, Попов Е.О.1, Филиппов С.В.1, Колосько А.Г.1, Жижин Е.В.2, Королёв А.В.2, Филатов Л.А.3, Ежов И.С.3, Максимов М.Ю.3
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия 
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Email: equilibrium2027@yandex.ru.
Поступила в редакцию: 14 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 24 апреля 2024 г.
Принята к печати: 25 апреля 2024 г.
Выставление онлайн: 31 мая 2024 г.
Представлено комплексное исследование состава и полевых эмиссионных свойств автоэмиссионных катодов на основе нанокомпозитов "ядро-оболочка" УНТ@TiO2. Покрытия массивами вертикальных углеродных нанотрубок (УНТ) изготовлены плазмохимическим методом на кремниевых подложках c Ni-катализатором, а тонкие слои TiO2 последующим атомно-слоевым осаждением. Обнаружено, что работа выхода материала покрытия с исходным массивом УНТ составила 4.98 eV, для случая УНТ@TiO2 она приняла значения 4.29 и 3.82 eV при толщине оксида 3 и 6 nm соответственно. Разработанная методика сравнения эмиссионных характеристик показала, что снижение работы выхода структур с УНТ@TiO2 сопровождалось снижением локальных электрических полей на остриях. Катод с массивами УНТ@TiO2 (6 nm) для обеспечения плотности тока эмиссии 1 mA/cm2 потребовал наименьшее в группе образцов электрическое поле - около 5·109 V/m. Это в 1.6 раза меньше, чем для аналогичного образца с массивом из "чистых" УНТ. Средние значения эффективного коэффициента усиления поля имели тенденцию к уменьшению при переходе от УНТ к УНТ@TiO2, вероятно, обусловленную увеличением радиуса кривизны трубчатых наночастиц при нанесении дополнительного слоя. Модификация оксидным покрытием привела к увеличению эффективной площади эмиссии катода. Ключевые слова: полевая эмиссия, нанокомпозит, массив углеродных нанотрубок, тонкие пленки TiO2, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, атомно-слоевое осаждение, плазмохимическое осаждение, работа выхода.
- N.L. Rupesinghe, M. Chhowalla, K.B.K. Teo, G.A.J. Amaratunga. J. Vacuum Sci. Technol. B, 21 (1), 338 (2003). DOI: 10.1116/1.1527635
- R. Rosen, W. Simendinger, C. Debbault, H. Shimoda, L. Fleming, B. Stoner, O. Zhou. Appl. Phys. Lett., 76 (13), 1668 (2000). DOI: 10.1063/1.126130
- G. Z. Yue, Q. Qiu, B. Gao, Y. Cheng, J. Zhang, H. Shimoda, J.P. Lu, O. Zhou. Appl. Phys. Lett., 81 (2), 355 (2002). DOI: 10.1063/1.1492305
- J.W. Jeong, J.W. Kim, J.T. Kang, S. Choi, S. Ahn, Y.H. Song. Nanotechnology, 24 (8), 085201 (2013). DOI: 10.1088/0957-4484/24/8/085201
- S.H. Heo, A. Ihsan, S.O. Cho. Appl. Phys. Lett., 90 (18), 183109 (2007). DOI: 10.1063/1.2735549
- S.H. Heo, H.J. Kim, J.M. Ha, S.O. Cho. Nanoscale Res. Lett., 7, 1 (2012). DOI: 10.1186/1556-276X-7-258
- N.S. Lee, D.S. Chung, J.H. Kang, H.Y. Kim, S.H. Park, Y.W. Jin, J.M. Kim. Jpn. J. Appl. Phys., 39 (12S), 7154 (2000). DOI: 10.1143/JJAP.39.7154
- K. Jiang. Industrial Applications Carbon Nanotubes, 101 (2017). DOI: 10.1016/B978-0-323-41481-4.00004-6
- W. Knapp, D. Schleussner, A.S. Baturin, I.N. Yeskin, E.P. Sheshin. Vacuum, 69 (1-3), 339 (2002). DOI: 10.1016/S0042-207X(02)00355-X
- E.P. Sheshin, A.Y. Kolodyazhnyj, N.N. Chadaev, A.O. Getman, M.I. Danilkin, D.I. Ozol. J. Vacuum Sci. Technol. B, 37 (3), 031213 (2019). DOI: 10.1116/1.5070108
- S.T. Yoo, J.Y. Lee, A. Rodiansyah, T.Y. Yune, K.C. Park. Current Appl. Phys., 28, 93 (2021). DOI: 10.1016/j.cap.2021.05.007
- Z. Wen, Y. Wu, Z. Zhang, S. Xu, S. Huang, Y. Li. Sensors and Actuators A: Physical, 103 (3), 301 (2003). DOI: 10.1016/S0924-4247(02)00392-8
- S. Kang, W. Qian, R. Liu, H. Yu, W. Zhu, X. Liao, F. Wang, W. Huang, Ch. Dong. Vacuum, 207, 111663 (2023). DOI: 10.1016/j.vacuum.2022.111663
- Y. Kanazawa, T. Oyama, K. Murakami, M. Takai. J. Vacuum Sci. Technol. B, 22 (3), 1342 (2004). DOI: 10.1116/1.1667518
- A. Sawada, M. Iriguchi, W.J. Zhao, C. Ochiai, M. Takai. J. Vacuum Sci. Technol. B, 21 (1), 362 (2003). DOI: 10.1116/1.1527597
- G. Chai, L. Chow, D. Zhou, S.R. Byahut. Carbon, 43 (10), 2083 (2005). DOI: 10.1016/j.carbon.2005.03.009
- D.H. Kim, C.D. Kim, H.R. Lee. Carbon, 42 (8-9), 1807 (2004). DOI: 10.1016/j.carbon.2004.03.015
- J.D. Hwang, K.F. Chen, L.H. Chan, Y.Y. Chang. Appl. Рhys. Lett., 89 (3), 033103 (2006). DOI: 10.1063/1.2222337
- J.Y. Pan, C.C. Zhu, Y.L. Gao. Appl. Surf. Sci., 254 (13), 3787 (2008). DOI: 10.1016/j.apsusc.2007.12.002
- X. Yan, B.K. Tay, P. Miele. Carbon, 46 (5), 753 (2008). DOI: 10.1016/j.carbon.2008.01.027
- S. Chakrabarti, L. Pan, H. Tanaka, S. Hokushin, Y. Nakayama. Jpn. J. Appl. Phys., 46 (7R), 4364 (2007). DOI: 10.1143/JJAP.46.4364
- C. Yang, Y. Li-Gang, W. Ming-Sheng, Z. Qi-Feng, W. Jin-Lei. Chin. Phys. Lett., 22 (4), 911 (2005). DOI: 10.1088/0256-307X/22/4/037
- H.B. Lian, K.Y. Lee, K.Y. Chen, Y.S. Huang. Diamond and Related Materials, 18 (2-3), 541-543 (2009). DOI: 10.1016/j.diamond.2008.10.054
- C.A. Chen, K.Y. Lee, Y.M. Chen, J.G. Chi, S.S. Lin, Y.S. Huang. Vacuum, 84 (12), 1427 (2010). DOI: 10.1016/j.vacuum.2009.12.016
- M. Sreekanth, S. Ghosh, P. Srivastava. arXiv (2018). arXiv preprint. DOI: 10.48550/arXiv.1811.10951
- C.J. Yang, J.I. Park, Y.R. Cho. Adv. Eng. Mater., 9 (1-2), 88 (2007). DOI: 10.1002/adem.200600003
- Y.M. Chen, C.A. Chen, Y.S. Huang, K.Y. Lee, K.K. Tiong. Nanotechnology, 21 (3), 035702 (2009). DOI: 10.1088/0957-4484/21/3/035702
- Y.M. Chen, C.A. Chen, Y.S. Huang, K.Y. Lee, K.K. Tiong. J. Alloys and Compounds, 487 (1-2), 659 (2009). DOI: 10.1016/j.jallcom.2009.07.181
- Y. Il Song, C.M. Yang, L. Ku Kwac, H. Gun Kim, Y. Ahm Kim. Appl. Phys. Lett., 99 (15), 153115 (2011). DOI: 10.1063/1.3650471
- J. Xu, P. Xu, W. Ou-Yang, X. Chen, P. Guo, J. Li, X. Piao, M. Wang, Z. Sun. Appl. Phys. Lett., 106 (7), 073501 (2015). DOI: 10.1063/1.4909552
- M.M. Raza, M. Sadiq, S. Khan, M. Zulfequar, M. Husain, S. Husain, J. Ali. Diamond and Related Mater., 110, 108139 (2020). DOI: 10.1016/j.diamond.2020.108139
- P.H. Chen, Y.S. Huang, W.J. Su, K.Y. Lee, K.K. Tiong. Mater. Chem. Phys., 143 (3), 1378 (2014). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2013.11.049
- R. Smoluchowski. Phys. Rev., 60 (9), 661 (1941). DOI: 10.1103/PhysRev.60.661
- W. Li, D.Y. Li. J. Chem. Phys., 122 (6), 064708 (2005). DOI: 10.1063/1.1849135
- R.W. Strayer, W. Mackie, L.W. Swanson. Surface Sci., 34 (2), 225 (1973). DOI: 10.1016/0039-6028(73)90117-9
- A. Jablonski, K. Wandelt. Surface Interface Analysis, 17 (9), 611 (1991). DOI: 10.1002/sia.740170902
- M.T. Greiner, L. Chai, M.G. Helander, W.M. Tang, Z.H. Lu. Adv. Functional Mater., 22 (21), 4557 (2012). DOI: 10.1002/adfm.201200615
- S. Lany, J. Osorio-Guillen, A. Zunger. Phys. Rev. B, 75 (24), 241203 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevB.75.241203
- M.T. Greiner, M.G. Helander, Z.B. Wang, W.M. Tang, Z.H. Lu. J. Phys. Chem. C, 114 (46), 19777 (2010). DOI: 10.1021/jp108281m
- L. Filatov, P. Vishniakov, I. Ezhov, I. Gorbov, D. Nazarov, D. Olkhovskii, R. Kumar, S. Peng, G. He, V. Chernyavsky, M. Gushchina, M. Maximov. Mater. Lett., 353, 135250 (2023). DOI: 10.1016/j.matlet.2023.135250
- M.A. Chumak, A.A. Rokacheva, L.A. Filatov, A.G. Kolosko, S.V. Filippov, E.O. Popov. J. Phys.: Conf. Series. --- IOP Publishing, 2103 (1), 012110 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012110
- R. Schlaf, H. Murata, Z.H. Kafafi. J. Electron Spectr. Related Phenomena, 120 (1-3), 149 (2001). DOI: 10.1016/S0368-2048(01)00310-3
- E.O. Popov, A.G. Kolosko, S.V. Filippov, E.I. Terukov, R.M. Ryazanov, E.P. Kitsyuk. J. Vacuum Sci. Technol. B, 38 (4), 043203 (2020). DOI: 10.1116/6.0000072
- M. Scardamaglia, M. Amati, B. Llorente, P. Mudimela, J.F. Colomer, J. Ghijsen, C. Ewels, R. Snyders, L. Gregoratti, C. Bittencourt. Carbon, 77, 319 (2014). DOI: 10.1016/j.carbon.2014.05.035
- T.I.T. Okpalugo, P. Papakonstantinou, H. Murphy, J. McLaughlin, N.M.D. Brown. Carbon, 43 (1), 153 (2005). DOI: 10.1016/j.carbon.2004.08.033
- Y.M. Shulga, T. Ta-Chang, H. Chi-Chen, L. Shen-Chuan, V.E. Muradyan, N.F. Polyakova, L. Yong-Chien. Альтернативная энергетика и экология, 10, 40 (2006)
- A. Kemelbay, A. Tikhonov, S. Aloni, T.R. Kuykendall. Nanomaterials, 9 (8), 1085 (2019). DOI: 10.3390/nano9081085
- A. Dobrzanska-Danikiewicz, D. ukowiec, J. Kubacki. J. Nanomaterials, 2016. DOI: 10.1155/2016/4942398
- X. Chen, L. Liu, Z. Liu, M.A. Marcus, W.C. Wang, N.A. Oyler, M.E. Grass, B. Mao, P.-A. Glans, P.Y. Yu, J. Guo, S.S. Mao. Scientific Reports, 3 (1), 1510 (2013). DOI: 10.1038/srep01510
- R. Kumari, P.K. Tyagi, N.K. Puri. Appl. Phys. A, 124, 1 (2018). DOI: 10.1007/s00339-018-1850-8
- A. Moya, N. Kemnade, M.R. Osorio, A. Cherevan, D. Granados, D. Eder, J.J. Vilatela. J. Mater. Chem. A, 5 (47), 24695 (2017). DOI: 10.1039/C7TA08074C
- J. Jhaveri. Interface Recombination in TiO2/Silicon Heterojunctions for Silicon Photovoltaic Applications (Doctoral dissertation, Princeton University, 2018)
- V.N. Shrednik. Field Emission Theory. (Chap. 6. In Unheated Cathodes; Elinson, M.I., Ed.; Sovietskoe Radio: M., Russia, 1974), p. 165-207. (In Russian)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
