Nghiên cứu công nghệ và các điều kiện chế tạo Ống nano cacbon đơn tường swcnts định
tải về 458.96 Kb. Chế độ xem pdf
|
| 3.2.2 Ảnh hƣởng của nhiệt độ
Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thực hiện CVD với các thông số giống nhau: thời gian CVD 1 tiếng, FeCl 3 0.1M, lưu lượng khí Ar:30sccm/H 2 :30sccm, nguồn cung cấp cacbon ethanol, nhiệt độ khác nhau: 700 o C, 800 o C, 900 o C, 1000 o C và thu được các kết quả khác nhau như hình 3.3 bên dưới. Chúng ta nhận thấy ở hình 3.3.a khi CVD ở nhiệt độ 700 o C không thấy xuất hiện SWCNTs, nguyên nhân là do tại nhiệt độ thấp (<750 o C), nguồn cacbon ethanol ở dạng hơi cung cấp cho quá trình CVD không được phân hủy hoàn toàn, do vậy lượng cacbon được lắng đọng để tạo CNTs là rất ít, đây không phải là nhiệt độ thích hợp cho việc chế tạo SWCNTs. Hình 3.3. Kết quả ảnh SEM SWCNTs mọc với điều kiện: FeCl 3 0.1M, CVD 1h, Ar:30sccm/H 2 :30sccm, Ethanol; a) 700 o C; b) 800 o C; c) 900 o C; d) 1000 o C Tại nhiệt độ 800 o C, kết quả ảnh SEM thu được cho thấy xuất hiện các sợi CNTs trên bề mặt đế Si, nhưng số lượng không nhiều, và sợi ngắn (hình 3.3.b). Do nguồn cung cấp cacbon C 2 H 5 OH chỉ được được phân hủy một phần tại nhiệt độ này, nên không đáp ứng đủ cho việc mọc các ống trong thời gian dài 60 phút. Tại nhiệt độ 900 o C, đây được xem là giá trị nhiệt độ thích hợp cho việc chế tạo ống nano cacbon đơn tường bởi toàn bộ nguồn cung cấp cacbon ethanol dưới dạng hơi được phân hủy hết, tạo ra các nguyên tử cacbon khuếch tán và lắng đọng trên các hạt xúc tác nano để hình thành các ống. Lượng cacbon trong trường hợp này được cung cấp liên tục và đủ, đây chính là 7 điều kiện lý tưởng cho việc mọc SWCNTs với mật độ đều và chất lượng tốt. Hình 3.3.c cho thấy, các sợi CNTs mọc đều, định hướng theo chiều nằm ngang với bề mặt đế Si (horizontal), và sắp xếp thẳng với nhau như những đường kẻ ngang. Với điều kiện nhiệt độ quá cao 1000 o C trong quá trình CVD nhiệt cũng cho kết quả không thực sự tốt, hình 3.3.d. Bởi điểm nhiệt này cao hơn so với nhiệt độ phân hủy lý tưởng của hơi cồn ethanol, khi đó tốc độ phân hủy của C 2 H 5 OH sẽ tăng, dẫn đến tốc độ di chuyển và khuếch tán của các nguyên tử cacbon vào hạt xúc tác cũng tăng lên, có thể làm cho đường kính của ống nano cacbon có thể lớn hơn và có nhiều cacbon vô định hình bám trên bề mặt CNTs. tải về 458.96 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|