Полевая электронная спектроскопия углеродных структур

• Автор: Лобанов, Вячеслав Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 296 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Свойства углеродных материалов и автоэмиттеров на их основе

1.1. Углеграфитовые материалы

1.1.1. Структура и электронные свойства углеграфитовых материалов

1.1.2. Электромеханические свойства углеграфитовых материалов

1.1.3. Адсорбционные свойства углеграфитовых материалов

1.2. Электромеханические свойства и структура углеродных волокон

1.3. Исследование углеграфитовых материалов и углеродных волокон методами полевой электронной и ионной микроскопии и спектроскопии

1.4. Строение и электронные свойства углеродных нанотрубок

1.5. Исследования углеродных нанотрубок методами полевой электронной микроскопии и спектроскопии
1.5.1. Эмиссия электронов из углеродных нанотрубок с реальной и 64 чистой поверхностью
1.5.2. Эмиссия электронов из углеродных нанотрубок с адсорбатом
1.5.3. Люминесценция при полевой эмиссии электронов из углеродных нанотрубок
1.5.4. Детальные исследования энергетического спектра автоэлектронов из углеродных нанотрубок
Глава 2. Методика проведения автоэмиссионных исследований
2.1. Приготовление автокатодов из углеграфитовых материалов и углеродных волокон
2.2. Способы крепления углеродных автокатодов
2.3. Аппаратно-программный комплекс для автоэмиссионных исследований
2.3.1. Состав и работа аппаратно-программного комплекса

2.3.2. Электростатический дисперсионный энергоанализатор автоэлектронов
2.3.3. Методика измерения энергетических спектров автоэлектронов и вольтамперных характеристик с помощью аппаратно-программного комплекса
Глава 3. Полевая электронная спектроскопия углеродных кристаллитов
3.1. Замечания о смещении энергетического спектра автоэлектронов в область низких энергий
3.2. Энергетические спектры автоэлектронов из углеродного ПАН-волокна с реальной поверхностью
3.2.1. Алгоритм изменений энергетического спектра автоэлектронов
пр едше ствующих появлению аномалий
3.3. Исследование условий самопроизвольного появления аномалий в энергетическом спектре автоэлектронов
3.3.1. Выбор кристаллита на эмиссионной поверхности
3.3.2. Оценка влияния низкотемпературного прогрева
3.3.3. Обсуждение механизма неустойчивости автоэлектронной эмиссии из углеродного кристаллита ПАН-волокна
3.3.4. Измерение ширины запрещенной зоны углеродных кристаллитов ПАН-волокна
3.3.5. Модель полевой эмиссии электронов из углеродного кристаллита ПАН-волокна
3.4. Экспериментальное подтверждение модели полевой эмиссии электронов из углеродного кристаллита
3.4.1. Оценка температуры разогрева эмитирующего кристаллита
3.4.2. Проверка предположения о саморазогреве кристаллита
3.4.3. Проверка предположения о поверхностных электронных квантовых состояниях
Глава 4. Полевая электронная спектроскопия углеродных нанотрубок

4.1. Отличия полевых эмиттеров на основе углеродных нанотрубок
4.2. Замечания о смещении энергетических спектров автоэлектронов из углеродных нанотрубок в область низких энергий
4.3. Самопроизвольная термополевая перестройка вершины эмитирующей углеродной нанотрубки
4.4. Ориентационная зависимость величины дополнительного максимума в энергетическом спектре автоэлектронов из углеродной нанотрубки
4.5. Особенности полевой эмиссии электронов из углеродных эмиттеров малых поперечных размеров
4.5.1. Квантово-размерная дискретизация энергетического спектра автоэлектронов из углеродного кристаллита
4.5.2. Квантово-размерная дискретизация энергетического спектра автоэлектронов из углеродной нанотрубки
4.6. Особенности полевой эмиссии электронов из углеродных эмиттеров
с малым числом эмиссионных центров
4.6.1. Периодические изменения зондового тока и энергетических спектров автоэлектронов из углеродной нанотрубки
4.6.2. Приложение модели интерференции Юнга к объяснению периодических изменений зондового тока и энергетических спектров автоэлектронов из углеродной нанотрубки
Заключение
Список публикаций по теме диссертации
Список использованной литературы
Приложения

ванной его частью, она содержит как выходящие на поверхность края кристаллитов, так и бездефектные основные атомные плоскости. Кроме того, на поверхности волокна могут быть обнаружены фибриллярная микроструктура, микропоры, границы кристаллитов, посторонние включения, трещины на границе соседних кристаллитов и трещины, являющиеся зародышами разрушения [42].
Рис. 17. Углеродное ПАН-вол окно: тетрагональные кри-
сталлиты оболочки ориентированы базисными плоскостями вдоль оси волокна и связаны аморфными областями [42].
В настоящее время идентифицированы три типа структуры волокон [43], которые отличаются ориентацией кристаллитов в поперечном сечении волокна. Первая структура имеет преимущественную ориентацию по окружности поверхностных кристаллитов волокна, во внутренней части имеет место хаотическая ориентация, которая создается, в основном, аморфным углеродом. Во втором типе структуры поверхностные слои кристаллитов преимущественно ориентированы по окружности волокна, в центральной зоне наблюдается радиальная ориентация. Третий тип структуры характеризуется цилиндрической ориентацией с-осей кристаллитов по всему поперечному сечению волокна. Следует заметить, что надмолекулярная структура исходного волокна наследуется углеродным волокном и почти не зависит от конечной температуры обработки.
Для оценки влияния факторов на автоэлектронную эмиссию из углеродного волокна необходимо ясное представление о его структуре и рабочей поверхности.