以热裂解化学气相沉积法成长奈米碳管.pptVIP

以熱裂解化學氣相沉積法成長奈米碳管 專 題 討 論 報 告 一、摘要---------------------------------- 1 二、簡介----------------------------------2~3 三、文獻回顧----------------------------4 四、奈米碳管的成長機制-------------5 五、實驗設備----------------------------6~7 六、實驗方法----------------------------8~9 七、實驗結果----------------------------10~15 八、結論----------------------------------16 九、參考文獻----------------------------17 摘要 此研究主要以兩種熱裂解法成長奈米碳管，以表面形態、結構為依據，探討兩者所成長奈米碳管的差別。 ● 微波輔助加熱化學氣相沉積法 ● 熱裂解化學氣相沉積法 簡介與文獻回顧 奈米碳管是由碳原子所組成，可視為石墨層捲曲起來的中空構造，直徑在幾奈米至數十奈米之間。而不同直徑的奈米碳管會具有金屬和半導體兩種不同的性質。 文獻回顧 1991 電弧放電法合成奈米碳管 1992 提出成長奈米碳管的成長機制模型 1996 奈米碳管的製備與基本特性整理與回顧 現今 雷射剝鍍法、化學氣相沉積法 化學氣相沉積法成長機制 熱裂解化學氣相沉積法(一) 微波加熱裝置示意圖 碳化矽發熱示意圖 熱裂解化學氣相沉積法(二) 高溫爐設備裝置示意圖 實驗方法(一) 1.準備基板 2.將配好的催化劑均勻度在基板上 3.將基板置於碳化矽的載台上 4.抽真空→通入甲烷氣體 5.通入微波功率800W~1000W成長奈米碳管 微波輔助化學氣相沉積法 實驗方法二 1.將鍍上催化劑的基板放入高溫爐中 2.抽真空至10 torr 3.將爐管溫度升至800~1000 C 4.通入甲烷成長奈米碳管 -1 。 熱裂解化學氣相沉積法 實驗結果(一) 微波輔助加熱化學氣相沉積法 以微波加熱法成長奈米碳管10 min的SEM圖。(a).功率600W (b).功率700W (c).功率800W (d.)功率900W (e).功率1000W 奈米碳包: 催化劑已無濃度，所以無法成長奈米碳管，碳只好包在催化金屬外面。 微波700W 時的奈米碳包 微波750W 成長10 min 實驗結果(二) 溫度是影響奈米碳管好壞最重要的參數，如果無法知道什麼溫度成長奈米碳管，將無法有效控制奈米碳管的成長。在此實驗中探討溫度、催化金屬顆粒尺寸與成長時間對奈米碳管的各種特性的影響。 以熱裂解化學氣相沉積法在(a)700℃ (b)800℃ (c)900℃ (d)1000℃ 裂解95%甲烷所成長的奈米碳管 熱裂解化學氣相沉積法 溫度對奈米碳管成長的影響 以熱裂解化學氣相沉積法在(a)700℃ (b)800℃ (c)900℃ (d)1000℃ 裂解95%甲烷所成長的奈米碳管 (a)900℃ (b)1000℃ 裂解10%的甲烷所成長的奈米碳管 成長時間對奈米碳管成長的影響 在1000 ℃成長奈米碳管。 (a)成長10 min (b)成長20 min 1.成長時間的長短，與碳管 的產量、長短及直徑有關。 2.催化劑的量影響奈米碳管的品質。 催化劑不足使碳管變粗 催化金屬晶粒尺寸對奈米碳管成長的影響 將鐵鈷的50nm、100nm及200nm在660 ℃下持溫0.5小時，催化金屬顆粒大約50nm~80nm。 結論 ●熱裂解法化學氣相沉積法在結構上所成長的奈米碳管缺陷較少。 ●碳源的多寡關係到奈米碳管在成長時的快慢與結構的好壞。 ●以裂解有機氣體化學氣相沉積法成長奈米碳管可得知碳管在什麼溫度下成長，才能使其他參數的變化更有意義，也因為溫度變化不大，使成長碳管的環境穩定，在結構上比較完整。 ●微波輔助加熱法有製程短的優點，但每台微波特性不一樣、微波源功率不穩定，造成成長時間的大量變化。 參考文獻 中原大學碩士學位論文: 許力仁 - 以熱裂解化學氣相沉積法裂解甲烷成長奈米碳管。 科學與工程技術期刊: 以常壓熱化學氣相沉積法由乙炔成長奈米碳管之研究。 網路資料: 以化學氣相沉積法製備奈米碳管之研究。 The End ## ## ## ## * * ## ## ## ##