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《物理学报》 2015年13期
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170keV质子辐照对多壁碳纳米管薄膜微观结构与导电性能的影响

杨剑群  李兴冀  马国亮  刘超铭  邹梦楠  
【摘要】:碳纳米管具有优异的导电性,是未来电子元器件的理想候选材料,应用前景广阔.针对碳纳米管在空间电子元器件的应用需求,本文研究了170keV质子辐照对多壁碳纳米管薄膜微观结构与导电性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)及电子顺磁共振谱仪(EPR)对辐照前后碳纳米管试样的表面形貌和微观结构进行分析;利用四探针测试仪对碳纳米管薄膜进行导电性能分析.SEM分析表明,170keV质子辐照条件下,当辐照注量高于5×1015p/cm2(protons/cm2)时,碳纳米管薄膜表面变得粗糙疏松,纳米管发生明显弯曲、收缩及相互缠结现象.目前,质子辐照纳米管发生的收缩现象被首次发现.基于Raman和XPS分析表明,170keV质子辐照后碳纳米管的有序结构得到改善,且随辐照注量增加,碳纳米管的有序结构改善明显.结构的改善主要是由于170keV质子辐照碳纳米管所产生的位移效应导致缺陷重组.EPR分析表明,随着辐照注量的增加,碳纳米管薄膜内的非局域化电子减少.利用四探针测试分析表明,碳纳米管薄膜的导电性能变差,这是由于170keV质子辐照导致碳纳米管薄膜中的电子特性及形态发生改变.本文研究结果有助于利用质子辐照对碳纳米管膜结构和性能进行调整,从而制备出抗辐射的纳米电子器件.
【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院;
【分类号】:TB383.1;O613.71

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【共引文献】
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