Electron field emission of carbon nanostructured / Emissao eletronica de nanoestruturas de carbono produzida por campos eletricos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo sobre a Emissão Eletrônica de amostras nanoestruturadas de Carbono sobre a ação de um campo elétrico controlado. Particularmente foram estudadas nanoes- truturas de Carbono tipo Nanotubos (CNTs). Com o intuito de aprimorar as propriedades elétricas destas nano~struturas, também são apresentados estudos sobre os efeitos da irradiação com feixes iônicos de 02+ sobre a superfície local dos emissores. Este processo, que por um lado é um pós- tratamento de purificação, ou remoção seletiva dos defeitos estruturais, e, ao mesmo tempo, um pós- tratamento de dopagem da superfície, ajudando assim na emissão eletrônica. Nos processos de pós-tratamento foram utilizados íons de 02+, N2+, H2+ e combinações destes, todos irradiando com um feixe iônico controlado e in situ após crescimento das nanoestruturas. Sem quebra de vácuo, estas irradiações foram analisadas por espectroscopia de elétrons fotoemitidos por raios-X incidentes, técnica conhecida como XPS. Uma vez as amostras fora do vácuo, elas foram anali- sadas por espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (FEG-SEM) e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR- TEM). Para a análise da Emissão Eletrônica várias complicações indesejáveis foram com sucesso supe- radas, como, por exemplo, efeitos de borda dos eletrodos que nos levam a cálculos errados da área efetiva de emissão; incertezas do número local de pontas emissoras produto do baixo controle do crescimento das nanoestruturas; como também muitas controvérsias sobre a forma correta de se analisar os dados experimentais. Em relação a este último ponto fizemos um experimento chave no discemimento do correto uso do modelo teórico para a Emissão Eletrônica a partir de sua dedução feita por Fowler e Nordheim. Demonstraremos que o campo elétrico limiar (the threshold electric field), o parâmetro usado para comparar os dados experimentais, não é um parâmetro confiável. Isto foi observado ao medirmos uma única amostra mudando apenas a configuração geométrica do eletrodo usado para efetuar as medições. Este estudo detalhado deixou em evidência fenômenos da emissão que antes não eram perceptíveis, e nos permitiu encontrar a forma correta de analisar os dados expe- rimentais. Propomos então uma norma comparativa para a Emissão Eletrôn1ca, a qual utilizamos nesta Tese. Esta norma correlaciona-se muito bem com todas as outras técnicas acima mencionadas

ASSUNTO(S)

carbon nanotubes ion oxidation nanotubos de carbono carbon nanodomes oxidação ionica nanodomos de carbono irradiação ionica ion irradiation emissão de campo field emission

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