350 руб
Журнал «Наноматериалы и наноструктуры - XXI век» №1 за 2016 г.
Статья в номере:
Масс-спектрометрическая комплексная методика исследования полевых и термических свойств нанокомпозиционных материалов
Ключевые слова: полевой эмиттер нанокомпозитный эмиттер времяпролетный масс-спектрометр вольтамперные характеристики сканирование высоким напряжением
Авторы:
Е.О. Попов - к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург). E-mail: e.popov@mail.ioffe.ru А.Г. Колосько - к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург). E-mail: agkolosko@mail.ru С.В. Филиппов - аспирант, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург). E-mail: f_s_v@mail.ru, filippov@kafedrapik.ru П.А. Романов - аспирант, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург). E-mail: pashtinho@mail.ru И.Л. Федичкин - инженер, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург). E-mail: if@spectromass.ru
Аннотация:
Рассмотрена методика исследования многоострийных наноструктурных полевых эмиттеров на базе времяпролетного масс-спектрометра отражательного типа и многоканальной системы сбора и онлайн обработки вольтамперных характеристик позволила провести комплексное исследование эмиссионных свойств плоских нанокомпозитных эмиттеров различных типов и состава. Получены данные о составе и кинетике интенсивности летучих продуктов, возникающих в ходе работы полевого эмиттера в межэлектродном пространстве.
Страницы: 14-26
Список источников

 

  1. Cole M.T., Mann M., Teo K.B.K., Milne W.I.Emerging Nanotechnologies for Manufacturing // Chapter 5 in book Ahmed W., JacksonM.J. «Engineered carbon nanotube field emission devices». Elsevier Inc. 2015.  551 p.
  2. Балан Н.Н., Лучников П.А., Ивашов Е.Н. Технологические принципы формирования пленочных элементов туннельного нэмс преобразователя // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2011. Т. 11. № 4. С. 260-267.
  3. Балан Н.Н., Ивашов Е.Н., Лучников П.А., Невский А.Б. Технологические особенности формирования катодных узлов автоэмиссионных и туннельных нано- и микроприборов // Наноматериалы и наноструктуры - XXI век. 2012. № 2. С. 36-43.
  4. Балан Н.Н., Ивашов Е.Н., Лучников П.А., Невский А.Б. Острийные эмиттеры электронов микроприборов и конструктивно-технологические особенности их изготовления // Вестник науки Сибири. 2012. № 3 (4). С. 89-98.
  5. Фурсей Г.Н.Автоэлектронная эмиссия.СПб: Лань. 2012. 322 с.
  6. Месяц Г.А. Эктоны. Ч. 1. Взрывная эмиссия электронов. Екатеринбург: УИФ «Наука». 1993. 184 с.
  7. Егоров Н.В., Шешин Е.П.Автоэлектронная эмиссия. Принципы и приборы. Долгопрудный: «Интеллект». 2011. 704 с.
  8. Popov E.O., Popov S.O., Korovin O.P. The software for field emission investigation // ICCP5. Kanazawa, Japan. 1999. Р. 1-04.
  9. Bormashov V.S., Nikolski K.N., Baturin A.S., Sheshin E.P. Prediction of field emitter cathode lifetime based on measurement  of I-V curves. // Applied Surface Science. 2003. V. 215. Р. 178.
  10. Rupesinghe N.L., Chhowalla M., Teo K.B.K., Amaratunga G.A.J. Field emission vacuum power switch using vertically aligned carbon nanotubes // J. Vac. Sci. Technol. B. 2003. V. 21. Р. 338.
  11. Smith R.C., Cox D.C., Silva S.R.P.Electron field emission from a single carbon nanotube: Effects of anode location // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. Р. 103112.
  12. Aplin K.L., Kent B.J., Song W., Castelli C.Field emission performance of multiwalled carbon nanotubes for a low-power spacecraft neutralizer // Acta Astronautica. 2009. V. 64. Р. 875.
  13. Chen J., Li J., Yang J., Yan X., Tay B., Xue Q.The hysteresis phenomenon of the field emission from the graphene film // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. Р. 173104.
  14. Li C., Zhang Y., Mann M., Hasko D., Lei W., Wang B., Chu D., Pribat D., Amaratunga G.A.J., Milne W.I.High emission current density, vertically aligned carbon nanotube mesh, field emitter array // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. Р. 113107-1.
  15. Deng J., Yang Y., Zheng R., Cheng G.Temperature dependent field emission performances of carbon nanotube arrays: Speculation on oxygen desorption and defect annealing // Appl. Surface Science. 2012. V. 258. Р. 7094.
  16. He K., Su J., Guo D., Xing Y., Zhang G. Mechanical fabrication of carbon nanotube / TiO2 nanoparticle composite films and their field-emission properties // Phys. Status Solidi A. 2011. V. 208. № 10. Р. 2388.
  17. Fairchild S.B., Bulmer J.S., Sparkes M., Boeckl J., Cahay M., Back T., Murray P.T., Gruen G., Lange M., Lockwood N.P., Orozco F., O-Neill W., Paukner C., Koziol K.K.K.Field emission from laser cut CNT fibers and films // J. Mater. Res. 2014. V. 29. № 3. Р. 392.
  18. Murray P.T., Back T.C., Cahay M.M., Fairchild S.B., Maruyama B., Lockwood N.P., Pasquali M. Evidence for adsorbate-enhanced field emission from carbon nanotube fibers // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. Р. 053113-1.
  19. Leberl D., Ummethala R., Leonhardt A., Hensel B., Tedde S.F., Schmidt O., Hayden O.Characterization of carbon nanotube field emitters in pulsed operation mode // J. Vac. Sci. Technol. B. 2013. V. 31. № 1. Р. 012204-1.
  20. Коровин О.П., Попов Е.О., Шредник В.Н., Каратецкий С.С. Многоострийный жидкометаллический автоэлектронный эмиттер // Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25 (8). С. 39.
  21. Leberl D., Hensel B., Kapitza H., Zeininger H., Tedde S. F. High current hybrid single walled carbon nanotube/graphene field emitters // J. Vac. Sci. Technol. B. 2013. V. 31. № 5. Р. 052204-1.
  22. Popov E.O., Pashkevich A.A., Pozdnyakov A.O., Pozdnyakov O.F. Multi-walled nanotube polymer composite degradation under high emission current regime as revealed by mass spectrometry // J. Vac. Sci. Technol. B. 2008. V. 26. iss. 2. Р. 745.
  23. Kawasaki M., He Z., Gotoh Y., Tsuji H., Ishikawa J. Development of in situ analyzer of field-emission devices // J. Vac. Sci. Technol.В. 2010. V. 28. Р. C2A77.
  24. Liu H., Kato S., Saito Y.Empirical expression for the emission site density of nanotube film emitters // J. Vac. Sci. Technol. B. 2009. V. 27. Р. 2435.
  25. Елинсон M.И.Ненакаливаемые катоды. М.: Советское радио. 1974. 336 с.
  26. Kolosko A.G., Popov E.O., Filippov S.V., Romanov P.A. Statistical dispersion of nanocomposite emission parameters // JVSTB. 2015. V. 33. Р. 03C104-1.
  27. Forbes R.G.Development of a simple quantitative test for lack of field emission orthodoxy // Proc. R. Soc. A, 2013. V. 469. Р. 20130271.
  28. Филиппов С.В., Колосько А.Г., Попов Е.О., Теруков Е.И. Сравнение статистических характеристик нанокомпозитных полевых эмиттеров разного типа // Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение // Материалы I Междунар. науч.-практич. конф. «Школа молодых ученых». Тамбов. 11-13 ноября 2015. С. 38.
  29. Popov E.O., Kolosko A.G., Filippov S.V., Ershov M.V. Development of on-line emission parameters processing research technique of polymer-MWCNT emitters // IEEE. 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference. Jeju, Korea. 2012. Р. 306.
  30. Popov E.O., Kolosko A.G.Field emission and gases desorption of MWCNT emitters // IEEE. 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference. Jeju, Korea. 2012. Р. 308.
  31. Юдкина Н.А., Колосько А.Г., Филиппов С.В., Попов Е.О. Компьютеризированное изучение однородности эмиссионных центров полевых нанокомпозитных катодов с помощью автоэмиссионного микроскопа // Сб. докл. научного форума с междунар. участием в рамках недели науки СПбПУ (Институт металлургии, машиностроения и транспорта). СПб: Изд-во СПбПУ. 2015. Ч. 1. С. 200.
  32. Filippov S.V., Popov E.O., Kolosko A.G., Romanov P.A. Hysteresis phenomenon of the field emission from carbon nanotube/polymer nanocomposite // Journal of Physics. 2015. V. 643. Р. 012101-1.
  33. Колосько А.Г., Ершов М.В., Филиппов С.В., Попов Е.О. Эволюция характеристик полевого эмиттера на основе композита нитроцеллюлоза-углеродные нанотрубки // ПЖТФ. 2013. Т. 39. Вып. 10. С. 72.
  34. Kolosko A.G., Popov E.O., Filippov S.V., Romanov P.A. Statistical dispersion of nanocomposite emission parameters // J. Vac. Sci. Technol. B. 2015. V. 33. Р. 03C104-1.
  35. Kolosko A.G., Popov E.O., Filippov S.V., Romanov P.A., Terukov E.I.Further investigation of statistical parameters of nanocomposite multi-tip emitters // IEEE, 28th International Vacuum Nanoelectronics Conferernce, 13-17 July, 2015 Guangzhou, China. 2015. Р. 40.
  36. Filippov S.V., Popov E.O., Kolosko A.G., Romanov P.A. The technique of field emission parameters research for nanostructured materials improvement // Journal of Physics. 2014. V. 572. Р. 012026-1.
  37. Popov E.O., Kolosko A.G., Filippov S.V., Romanov P.A. Mass-spectrum investigation of the phenomena accompanying field electron emission // JVSTB. 2015. V. 33. Р. 03C109-1.
  38. Popov E.O., Kolosko A.G., Filippov S.V., Romanov P.A., Forbes R.G.Real-time verification of current-voltage characteristics conformity to the classical field emission theory by \'orthodoxy\' test // IEEE 28th International Vacuum Nanoelectronics Conferernce. 13-17 July 2015.Guangzhou, China. Р. 44.