碳納米顆粒的制備及其光電特性研究.pdf

1、近年來,碳納米顆粒以其獨特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)等特性引起了科學(xué)家的研究興趣。本論文首先綜述了碳材料體系的發(fā)展以及合成碳納米顆粒方法的研究進(jìn)展,進(jìn)而介紹了簡單低成本火焰法大量合成碳納米顆粒的工藝并研究了其形成機理。在以上研究基礎(chǔ)上,深入研究了碳納米顆粒的場致電子發(fā)射性能、紅外光電性能,并研制出柔性全碳紅外探測陣列器件原型。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.發(fā)展了一種使用酒精燈火焰在各種襯底生長碳納米顆粒的方法。這種方法具有簡單

2、直接、低成本、不需要使用任何催化劑和特殊襯底、環(huán)境友好、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。研究表明,合成時間和合成溫度對碳納米顆粒的生長具有重要的影響。此外,我們還探討了碳納米顆粒的生長機理,認(rèn)為乙醇的裂解反應(yīng)產(chǎn)生的乙醛和乙烯等產(chǎn)物對碳納米顆粒的形貌形成具有十分重要的作用。
　　2.研究了生長在柔性碳布上的碳納米顆粒的場致電子發(fā)射性能。研究表明,其場致電子發(fā)射閾值電場約為2.8MV/m,發(fā)射的電流密度高達(dá)108mA/cm2。這種優(yōu)異的場致電子發(fā)

3、射性能與其高的熱導(dǎo)率(2.34W/m?K)有關(guān)。
　　3.發(fā)展了用干法轉(zhuǎn)移法制備基于碳納米顆粒的柔性紅外探測器器件原型。研究表明,該器件對紅外光的響應(yīng)時間約為68ms,最大電流變化為52.9％,可以探測功率密度低至56μW/mm2的紅外光。此外,該器件還展示出自清潔功能,其表面接觸角約為150.2°,滾動角約為4°。
　　4.研制了具有簡單象素(2×2)的柔性紅外探測器器件原型。通過與單片機系統(tǒng)集成,實現(xiàn)了每個象素的數(shù)字化顯