ผลของแก๊สแอมโมเนียต่อสมบัติทางไฟฟ้าและการปลดปล่อยอิเล็กตรอนของท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้น

Abstract

           ในรายงานวิจัยนี้ผู้วิจัยได้นำเสนอผลของแก๊สแอมโมเนียที่มีต่อท่อนาโนคาร์บอนที่สังเคราะห์บนเหล็กสแตนเลสด้วยกระบวนตกเคลือบไอระเหยทางเคมีของการผสมเอทิลแอลกอฮอล์กับเฟอร์โรซีน ท่อนาโนคาร์บอนถูกควบคุมโดยอัตราการไหลของแก๊สแอมโมเนียระหว่างการปลูก สมบัติทางไฟฟ้าและการปลดปล่อยอิเล็กตรอนภายใต้สนามไฟฟ้าได้ถูกศึกษาทั้งที่ใช้และไม่ใช้การไหลของแก๊สแอมโมเนียในการสังเคราะห์ ลักษณะรูปร่างและโครงสร้างของท่อศึกษาโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านและ   รามานสเปคโตรสโคปี รวมทั้ง ค่าสภาพต้านทานทางไฟฟ้าถูกทำการวัดด้วยวิธี 4 โพรบที่อุณหภูมิห้อง ผลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการใช้แก๊สแอมโมเนียในการสังเคราะห์ ทำให้เพิ่มค่าสภาพต้านทานทางไฟฟ้าและเป็นสาเหตุของความบกพร่องในโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน  การวัดค่าสภาพต้านทานทางไฟฟ้ากับฟังก์ชันอุณหภูมิให้หลักฐานที่แสดงว่า ที่อัตราการไหลของแก๊สแอมโมเนียมีค่าสูงเป็นผลทำให้ท่อนาโนคาร์บอนมีพฤติกรรมเป็นสารกึ่งตัวนำ จากการศึกษาการปลดปล่อยอิเล็กตรอนภายใต้สนามไฟฟ้านั้น ผลของแก๊สแอมโมเนียทำให้ท่อนาโนคาร์บอนแสดงเป็นตัวปลดปล่อยอิเล็กตรอนที่ดี มีค่าสนามไฟฟ้าที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดต่ำคือ 0.8 V/mm             In this paper we present results effect of ammonia gas on carbon nanotubes grown on stainless steel by chemical vapor deposition of ethanol/ferrocene mixtures. The carbon nanotubes were controlled by the flow rate of ammonia gas during their growth. Electrical properties and electron field emission were then studied on the carbon nanotubes synthesized with and without ammonia gas flow and their structure and crystallinity were characterized by TEM and Raman spectroscopy. In addition, electrical resistivity was measured in four point probes technique at room temperature. It is shown that the effect of ammonia gas on synthesis of carbon nanotubes increases electrical resistivity and causes structural defects of the carbon nanotubes. Resistivity measurement as a function of temperature gives evidence that a high ammonia flow rate is responsible for the semiconducting behavior. From the electron field emission study, it follows that the carbon nanotubes by effect of ammonia gas are good electron emitters with a low turn-on field of 0.8 V/m.