ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА ПЛАЗМОСТИМУЛИРОВАННОГО ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ИЗ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Дубков Сергей Владимирович
- Специальность ВАК РФ05.27.06
- Количество страниц 166
Оглавление диссертации кандидат наук Дубков Сергей Владимирович
Введение
Глава 1. Аналитический обзор: состояние вопроса, анализ и решение
проблемы
1.1 Углеродные наноматериалы
1.1.1 Фуллерен
1.1.2 Графен
1.1.3 Углеродные нанотрубки
1.1.4 Углер одные нановолокна
1.2 Методы формирования углеродных наноструктур
1.2.1 Метод дугового разряда
1.2.2 Лазерно-термический метод
1.2.3 Методы газофазного осаждения
1.2.3.1 Химическое осаждение из газовой фазы (СУБ)
1.2.3.2 Плазмостимулированное осаждение из газовой фазы (РЕСУБ)
1.3 Применение углеродных наноструктур в современных устройствах микроэлектроники
1.3.1 Суперконденсаторы на основе углеродных наноматериалов
1.3.2 МИМ-конденсаторы на основе углеродных наноструктур
1.3.3 Углеродные эмиссионные структуры
Выводы по главе
Глава 2. Экспериментальные исследования: формирование углеродных наноструктур, используемые методики, технологии и
оборудование
2.1 Установка для формирования углеродных наноструктур в виде столбиков, лепестков и структурированной пленки
2.1.1 Основные принципы работы установки триодного ионно-плазменого распыления
2.1.2 Конструктивное усовершенствование установки триодного ионно-плазменого распыления
2.2 Методика формирования углеродных наноструктур
2.2.1 Углеродная структурированная пленка
2.2.2 Углеродные наностолбики
2.2.3 Углеродные лепестки
2.3 Методика предварительной подготовки кремниевых подложек перед формированием углеродных наноструктур
2.4 Методики исследования морфологии, структуры и свойств углеродных наноструктур
2.5 Методики исследования фазового состава и структуры углеродных наноматериалов
2.6 Методика формирования проводящих и диэлектрических слоев
2.7 Методика измерения профилей кремниевых пластин для исследования механических напряжений
2.8 Методика измерения эмиссионных характеристик углеродных наноструктур
2.8.1 Измерение эмиссионных характеристик углеродных столбиков в вакууме
2.8.2 Измерение эмиссионных характеристик углеродных столбиков на воздухе
2.9 Методика измерения конденсаторных структур на основе
углеродных столбиков
Выводы по главе
Глава 3. Изучение структурных и электрофизических свойств
углеродных наноструктур в виде столбиков и лепестков
3.1 Углеродная наноструктура в виде столбиков
3.1.1 Спектроскопия комбинационного рассеяния
3.1.2 Электрофизические свойства
3.1.3 Рентгеновская дифрактометрия
3.1.4 Исследование структурных особенностей углеродного массива столбиков
3.1.5 Эмиссионные свойства
3.2 Углеродная наноструктура в виде лепестков
3.2.1 Исследование структурных особенностей углеродных лепестков
3.2.2 Электрофизические свойства
3.2.3 Спектроскопия комбинационного рассеяния
Выводы по главе
Глава 4. Кинетика роста углеродных наностолбиков.
Феноменологическое описание модели их роста
4.1 Изучение кинетики роста углеродных столбиков
4.1.1 Рост углеродных наностолбиков в зависимости от времени процесса их осаждения
4.1.2 Рост углеродных наностолбиков в зависимости от плотности ионного тока
4.2 Феноменологическое описание модели роста углеродной
структуры в виде столбиков
Выводы по главе
Глава 5. Применение углеродных столбиков в эмиссионных и
конденсаторных структурах
5.1 Планарный конденсатор на основе углеродных наноструктур в виде столбиков
5.1.1 Расчет и моделирование возможных емкостных характеристик конденсатора
5.1.2 Методика формирования конденсаторной структуры на основе углеродных наностолбиков
5.1.3 Лабораторное испытание образцов планарных конденсаторов на основе углеродных столбиков
5.2 Автоэмиссионный интегральный диод с накладным углеродным эмиттером
5.2.1 Методика формирования углеродной эмиссионной структуры
5.2.2 Исследование характеристик автоэмиссионного диода с накладным
эмиттером на основе углеродных столбиков
Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Список цитируемой литературы
Приложение
Введение
Изучение наноматериалов - одна из самых активных тем исследований сегодня и может быть определена как описание действий на уровне атомов и молекул. Есть два принципиально противоположных подхода к нанотехнологиям, названные "сверху-вниз" (примером таких технологий является использование перемола, дробления, отслаивание какого-либо материала) и "снизу-вверх". Технология "снизу-вверх" подразумевает формирование объектов из отдельных атомов, используя, например, методы атомно-слоевого осаждения, самосборку за счет поверхностной диффузии и сил межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия. С точки зрения технологичности более привлекательным является подход снизу-вверх, в котором органические и неорганические структуры строятся атом за атомом, такие как фуллерены и углеродные нанотрубки, наностержни и наноленты, наноконусы и нанолепестки.
В последние годы заметная часть обсуждений перспектив нанотехнологий связываются с материалами на основе углерода. Углеродные материалы получили такой высокий статус в первую очередь благодаря открытию фуллеренов и углеродных трубок, демонстрирующих целый спектр неожиданных электрических, физических, механических и оптических свойств. Углеродные трубки и фуллерены известны уже более 20 лет, на основе которых создают прототипы электронных устройств, такие как полевые транзисторы, высокоэффективные автоэмитторы, суперконденсаторы, МИМ-конденсаторы и ионно-литиевые батареи. Однако существуют различные проблемы: воспроизводимости, стабильности характеристик, устойчивости работы данных приборов. В частности, при разработке автоэмиттера на основе углеродных трубок возникает проблема деградации эмиссионных свойств.
В этой связи, не смотря на большое внимание к нанотрубкам и фуллеренам, интерес ученых к другим видам углеродных наноструктур, которые обладают сходными свойствами, а в какой-то степени и превосходят упомянутых представителей, неуклонно растет. Исследование технологии формирования и свойств конусов, лент, столбиков, лепестков активно ведутся, что подтверждается наличием огромного количества выпускаемых научных статей.
К настоящему моменту разработано большое количество методов и их вариаций для синтеза углеродных наноструктур, таких как химическое осаждение из газовой фазы, метод лазерной абляции и метод дугового разряда. Однако во многих из них процесс роста углеродных структур осуществляется в высокотемпературном диапазоне, который составляет порядка 700-800°С, что, например, в технологии интегральных схем, является неприемлемо высоким. Таким образом, для внедрения углеродных материалов в интегральную технологию требуется снижение термического бюджета процесса их формирования. Кроме того, существуют проблемы, связанные с технологией формирования и контролем этого процесса, в частности создание однородного по высоте, толщине и однородности расположения по площади пластины массива углеродного материала.
Предпочтительным низкотемпературным методом формирования углеродных структур является плазмостимулированное химическое осаждения из газовой фазы благодаря своим особенностям, которые позволяют проводить управляемый рост с заданными формами углеродных образований с достаточно хорошей степенью воспроизводимости и чистоты осадка. Однако методики формирования и механизмы образования углеродных наноструктур при низкой температуре изучены в недостаточной мере и существует проблемы, которые не разрешены. Задачи, на решение которых направлена настоящая работа, занимают своё место в общей картине работ по поиску решений и исследованию проблем получения углеродных структур в диапазоне пониженных температур процесса их образования и с хорошей степенью воспроизводимости.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники», 05.27.06 шифр ВАК
Диспергирование углеродных наноструктур в растворах неионогенных поверхностно-активных веществ2016 год, кандидат наук Гатауллин, Азат Рустэмович
Пассивные оптические элементы на основе полимеров и углеродных наноструктур для микроволнового и терагерцового диапазонов частот2023 год, кандидат наук Баскакова Ксения Ивановна
Термическая устойчивость углеродных нанотрубок как компонента композиционных материалов2021 год, кандидат наук Пушина Екатерина Александровна
Влияние облучения заряженными частицами на характеристики функциональных углеродных наноматериалов2023 год, кандидат наук Евсеев Александр Павлович
Исследование структуры и электрофизических свойств композитов на основе полимерных материалов и углеродных наноструктур2024 год, кандидат наук Гарипов Ранис Рамисович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА ПЛАЗМОСТИМУЛИРОВАННОГО ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ИЗ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА»
Цель работы
Целью настоящей диссертационной работы является разработка физико-технологического подхода воспроизводимого низкотемпературного формирования массива углеродных наноразмерных объектов, обладающего заданными электрофизическими свойствами, посредством плазмостимулированного химического осаждения из газовой смеси на основе монооксида углерода для использования в устройствах электронной техники.
Задачи
1. Конструктивное усовершенствование установки триодного ионно-плазменого распыления для реализации процесса плазмостимулированного химического осаждения из газовой фазы.
2. Исследование и разработка процесса низкотемпературного формирования углеродных наноструктур методом химического осаждения из газовой фазы, используя в качестве исходного реагента газ СО.
3. Комплексное исследование структурных, механических и электрофизических свойств углеродных наноразмерных структур.
4. Исследование возможности использования углеродных наноразмерных массивов в устройствах электронной техники.
Научная новизна работы
1. Показана возможность формирования углеродных наноструктур с определенной геометрией методом плазмостимулированного химического осаждения из углеродсодержащей смеси Аг+Н2+СО в диапазоне температур 100-350оС. Установлено, что при температуре процесса формирования 100оС осаждается аморфная углеродная пленка, при 250оС формируется углеродная наноструктура в виде столбиков, при 350оС образуется углеродный лепестковый массив.
2. Изучена кинетика роста углеродных наноразмерных столбиков при различных плотностях ионного тока плазмы процесса химического осаждения из газовой фазы. Установлено, что по мере увеличения времени процесса формирования углеродной наноструктуры происходит рост столбиков в высоту и в диаметре, за счет чего близко расположенные углеродные наностолбики вследствие утолщения верхней части начинают касаться друг друга и срастаются, образуя при этом единый столб.
3. Показано, что в процессе образования вид углеродной структуры в зависимости от температуры формирования связан с величиной механических напряжений, возникающих в процессе роста углеродного материала. Предложено феноменологическое описание механизма
образования углеродных наноразмерных структур на основании возникновения механических напряжений в начальный момент роста.
4. Установлено, что формируемые углеродные наноструктуры в виде массива столбиков обладают структурой особенностью, состоящей в том, что их внешняя оболочка состоит из кристаллических графитовых плоскостей, а внутренняя часть заполнена аморфным углеродом.
5. Изучены электрофизические свойства формируемых углеродных наноструктур. Установлено, что полученные материалы обладают баллистической составляющей сопротивления, столбчатые структуры характеризуются явлением низковольтной автоэлектронной эмиссии при напряжениях выше 80 В.
Достоверность и обоснованность результатов
Достоверность экспериментальных результатов и разработанных подходов обуславливается использованием для их получения общепризнанных и широко известных методов, применяемых для проведения исследований, диагностики и анализа наноматериалов и гетероструктур. Обоснованность научных положений и выводов, полученных в результате данной работы, подтверждается хорошим согласованием экспериментальных и расчетных данных, а также согласованием с опубликованными научными экспериментальными и теоретическими работами других авторов.
Практическая значимость
1. Установлены параметры роста углеродных наноструктур в виде пленки, столбиков и лепестков посредством метода химического осаждения, стимулированного плазмой, из газовой фазы монооксида углерода.
2. Разработан способ формирования конденсаторной структуры на основе углеродных столбиков с применением метода химического осаждения, стимулированного плазмой, из газовой фазы монооксида углерода, атомно-слоевого осаждения и магнетронного нанесения, емкостные параметры которой составили ~9 мкФ/см . Данный способ защищен патентом РФ №2533010 от 27.12.2013 г..
3. Разработана лабораторная технология формирования автоэмиссионного катодного элемента и показана возможность использования автоэмиссионного катодного элемента в интегральных электровакуумных приборах.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Конструктивное усовершенствование установки триодного ионно-плазменного распыления для реализации метода химического осаждения из газовой фазы, стимулированное плазмой, с возможностью управляемого нагрева и охлаждения подложек, нанесения катализатора или другого материала непосредственно перед, в процессе или после процесса выращивания углеродных структур.
2. Особенности формирования углеродной наноструктуры в виде пленки и углеродных массивов столбиков и лепестков методом плазмостимулированного химического осаждения из монооксида углерода в диапазоне температур 100-350 оС.
3. Результаты комплексного исследования структурных, механических и электрофизических свойств углеродных наноразмерных структур.
4. Лабораторная технология формирования и результаты формирования планарного конденсатора на основе массива углеродных наностолбиков.
5. Результаты исследований возможности применения углеродных наноструктур в микроэлектровакуумном диоде, выполененном по интегральной технологии.
Реализация результатов работы
Результаты исследований были использованы при выполнении следующих проектов, где аспирант являлся руководителем:
• «Разработка конденсатора высокой емкости на основе углеродных наноструктур» №12154Р/17271 программа «УМНИК» 2012-2014 гг.
• «Изучение формирования углеродных наноструктур с развитой поверхностью при низкой температуре» №106-ИПП-Гр.асп.-МФЭ от 01.01.2013г.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России, проектов PK-16.513.11.3136 (ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2009-2013 годы»), П552 (ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 20092013 годы») и ПНИЭР №14.578.21.0085 (RFMEFI57814X0085).
Результаты работы использованы в учебном процессе МИЭТ в лекционных материалах и лабораторных практикумах по курсам «Основы технологии электронной компонентной базы», «Физико-химические основы технологии интегральных микро- и наноструктур», «Основы технологии создания наноструктурированных материалов для электронных и оптоэлектронных приборов», при подготовке курсовых проектов по курсу «Физико-химические основы технологии интегральных микро- и наноструктур», а также при выполнении бакалаврских и магистерских выпускных работ.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены автором на следующих конференциях и семинарах: Украинская конференция с международным участием «Актуальные проблемы химии и физики поверхности» (Киев, 2011, 2012); Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2010, 2011, 2012, 2013); 5-я Всероссийская конференция (с международным участием) "Химия поверхности и нанотехнология" (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийская молодежная научная школа «Химия и технология полимерных и композиционных материалов» (ИМЕТ РАН, Москва, 2011, 2012); International conference on nanoscience+technology (Paris, 2012); 6 международный научный семинар "Современные методы анализа дифракционных данных и актуальные проблемы рентгеновской оптики" (Санкт-Петербург, 2013); VI Международной научной конференции «Функциональная база наноэлектроники» (Харьков, 2013); Научная конференция МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук» (Долгопрудный, 2009, 2014); Школа молодых ученых «Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наносистем» (Ульяновск, 2010, 2011); III окружная научно-техническая конференция молодых ученых и
специалистов (Зеленоград, 2011); 22nd European Conference on Diamond, Diamondlike Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides (Bavaria, 2011); Международный форум по нанотехнологиям «Rusnanotech» (Москва, 2010, 2011); 5th International Meeting on Developments in Materials, Processes and Applications of Emerging Technologies (Faro, 2011); Российская конференция «Физико-химические проблемы возобновляемой энергетики» (Санкт-Петербург, 2013); International conference «Micro - and nanoelectronics» (Zvenigorod, 2009, 2012, 2014);
Публикации
Основные результаты, представленные в диссертации опубликованы в 32 работах, включая 6 статей, из которых 3 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ, 3 в зарубежных изданиях, включенных в системы цитирования Scopus и Web of Science. Получен патент Российской федерации №2533010 от 27.12.2013 г.
Личный вклад соискателя
В диссертации изложены результаты, полученные соискателем лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии. Соискатель лично выдвигал идеи, предлагал пути решения поставленных задач, проводил основные эксперименты, обрабатывал и обобщал экспериментальные результаты.
Глава 1. Аналитический обзор: состояние вопроса, анализ и решение проблемы
1.1 Углеродные наноматериалы
Углерод - самый представительный материал среди многих видов материалов. Сам чистый углерод может существовать в нескольких различных аллотропных формах: алмаз, графит, фуллерен и нанотрубка. Много видов аморфного углерода, например, древесный уголь, сажа и стекловидный углерод фактически являются микропрозрачными формами графита [5]. Четыре формы могут быть классифицированы как естественные формы углерода: алмаз, графит и синтетические наноструктуры, такие как фуллерены и углеродные нанотрубки. В зависимости от их относительных размеров в различных пространственных направлениях алмаз и графит можно рассматривать как 3D углерод, в то время как углеродные трубки могут считаться Ш углеродом, а фуллерены - 0D структуры [6].
1.1.1 Фуллерен
В 1990 г. был найден метод получения новых соединений в граммовых количествах, и описан метод выделения фуллеренов в чистом виде. Затем были определены уникальные структурные и физико-химические характеристики фуллерена С60 - наиболее легко образующегося соединения среди известных фуллеренов. За свое открытие - обнаружение углеродных кластеров состава С60 и С70 - Р. Керл, Р. Смолли и Г. Крото в 1996 г. были удостоены Нобелевской премии по химии [7]. Фуллерен С60 представляет собой замкнутую сферу, состоящую из 60 атомов углерода, которая представлена на рисунке 1, составленную из правильных пятиугольников и шестиугольников с атомами углерода в вершинах. По данным рентгеноструктурного анализа средний диаметр сферы -0,714 нм [8].
Рисунок 1 - Схематическое изображение молекулы С60
В углеродном каркасе атомы С характеризуются sp2-гибридизацией, в котором каждый атом углерода связан с тремя соседними атомами. Валентность 4 реализуется за счет р-связей между каждым атомом углерода и одним из его соседей. Такие структуры могут быть построены при п>20 для любых четных кластеров. В них должно содержаться 12 пентагонов и (п-20)/2 гексагонов. К низшим из теоретически возможных фуллеренов относится С20, который представляет собой додекаэдр - один из пяти правильных многогранников, в котором имеется 12 пятиугольных граней, а шестиугольные грани вовсе отсутствуют. Молекула такой формы имела бы крайне напряженную структуру, и поэтому ее существование энергетически невыгодно.
С точки зрения стабильности, фуллерены могут быть разбиты на два типа. Для понимания четкой границы между ними необходимо воспользоваться правилом изолированных пентагонов, которое гласит, что наиболее стабильными являются те фуллерены, в которых ни одна пара пентагонов не имеет смежных ребер. Если располагать фуллерены в порядке увеличения числа атомов углерода п, то бакминстерфуллерен - С60 является первым представителем, удовлетворяющим правилу изолированных пентагонов, а С70 - вторым.
Модель образования фуллеренов предлагает последовательное присоединение к кольцу С10 устойчивых объединений С2, что косвенно подтверждается чёткостью номеров образовавшихся устойчивых фуллеренов. На рисунке 2 представлена модель образования С60 и С70 из колец.
Рисунок 2 - Схема образования фуллерена С60 согласно модели "сборки из
колец"[9]
Анализ электронной структуры фуллеренов показывает наличие п-электронных систем, для которых имеются большие величины нелинейной восприимчивости. Фуллерены действительно обладают нелинейными оптическими свойствами [10]. Другой интересной возможностью практического применения является использование фуллереновых добавок при росте алмазных плёнок CVD-методом. Введение фуллеренов в газовую фазу эффективно с двух точек зрения: увеличение скорости образования алмазных ядер на подложке и поставка строительных блоков из газовой фазы на подложку [11].
1.1.2 Графен
Графен - это слой углерода толщиной в один атом, состоящий из конденсированных шестичленных колец. Атомы углерода в графене соединены 8р связями в гексогональную двумерную (2Б) решетку, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схематичное изображение листа графена
Существуют разные подходы к пониманию того, что такое графен. Специалисты в области физики твердого тела пытаются описывать строение графена в рамках классической зонной теории. Однако малые размеры и жесткая двумерность подвешенного однослойного графена делают ряд постулатов зонной теории теряющими первоначальный смысл.
Число электронов в валентной зоне графена не бесконечно, как в макрообъектах, а вполне конечно: каждый атом углерода может дать в
валентную зону только 1 электрон, расположенный на р2-орбитали, остальные три участвуют в образовании а-острова и лежат глубоко. Эти особенности ограничивают возможности корректного описания графена в рамках классической теории.
Из теории строения ароматических органических соединений известно, что разность энергий между верхней заполненной молекулярной орбиталью (ВЗМО) и нижней вакантной (НВМО) в полиароматике последовательно уменьшается при увеличении числа конденсированных ароматических колец. Расчеты показали, что при числе колец N>30 при комнатной температуре энергетическая щель исчезает и состояние электронов в такой системе формально аналогично состоянию в металлах. Это хорошо согласуется с зонной структурой графена, которая была теоретически предсказана много лет назад [12].
Структурные особенности графенового листа таковы, что здесь исследователи
впервые встретились с системой, в которой носители заряда, имея неограниченную
свободу перемещения в плоскости, замкнуты в узком пространстве между
«стенками», находящимися друг от друга на кратчайшем атомном расстоянии
15
~0,35 нм, что приводит к появлению уникальных электрофизических характеристик и других необычных свойств графена.
Теоретические расчеты позволяют ожидать в идеальном графене огромную подвижность носителей - при комнатной температуре эта величина порядка 105 см2/В*с. (На данный момент в эксперименте получена подвижность 1,5*104 см2/В*с [13]). Подвижность носителей заряда в графене чрезвычайно велика, но получить точные количественные значения, по-видимому, непросто в силу особенностей объекта. Помимо высокой подвижности носителей в графене удалось наблюдать квантовый эффект Холла при комнатной температуре[ 14].
Устойчивая работа электронных устройств в большой степени зависит от температуры. Постоянно идет поиск материалов, способных рассеивать тепло, выделяющееся при работе приборов и устройств. При измерении теплопроводности подвешенного графена величина теплопроводности при комнатной температуре составила 5000 Вт/м*К, т.е. в 2,5 раза больше, чем у алмаза, теплопроводность которого считалась наибольшей из известных на сегодня материалов.
Кроме необычных электрофизических свойств графен имеет высокую механическую прочность; она соответствует так называемой «теоретической прочности бездефектного твердого тела» и в настоящее время является рекордной [15]. Модуль Юнга графена составил ~ 1ТПа, для сравнения модуль Юнга кевлара составляет ~0,13 ТПа.
1.1.3 Углеродные нанотрубки
В 1975 г. Эндо и др. [16] опубликовали серию работ, посвященных изучению углеродных волокон диаметром менее 100 А. В 1952 г. советские ученые Радушкевич и Лукьянович описали в своей работе [17] электронно-микроскопическое исследование нитей с диаметром 100 нм, полученных при термическом разложении окиси углерода на железном катализаторе, но исследования не были продолжены. Только в 1991 г. японский ученый Иидзима опубликовал свою работу по наблюдению структуры многостенных трубок [18], тем самым открыв углеродные нанотрубки современной науке.
Главным образом внимание ученых направлено на изучение целого спектра неожиданных электрических, магнитных и оптических свойств углеродных нанотрубок (УНТ). Стоит так же отметить, что свойства углеродных трубок напрямую зависят от их геометрии. УНТ являются третьей аллотропной формой
и и и и / и
углерода, представляющей собой цилиндр, свернутый из одной (однослойная нанотрубка) или из нескольких (многослойная нанотрубка) графитовой плоскости. На рисунке 4 представлены различные типы УНТ, которые зависят от способа сворачивания графитового листа.
(в)
Рисунок 4 - Примеры возможных структур УНТ, зависящих от способа сворачивания графитовой плоскости: а) - кресельная структура, б) -зигзагообразная структура, в) - хиральная структура
Из представленных видов УНТ выделяют металлические и полупроводниковые нанотрубки. Металлические нанотрубки проводят электрический ток даже при абсолютном нуле температур, в то время как проводимость полупроводниковых трубок равна нулю при абсолютном нуле и возрастает при повышении температуры. Расчеты показывают, что все трубки типа «кресла» - металлические, в то время как одна треть из всех возможных зигзагообразных нанотрубок являются металлическими [19,20].
1.1.4 Углеродные нановолокна
Углеродные нановолокна (УНВ) - это подкласс углеродных многостенных нанотрубок (МУНТ), которые представляют собой цилиндрические наноструктуры, состоящие из сложенных стопкой графеновых плоскостей в виде конусов, чашек или пластин. УНВ обладают отличными механическими свойствами, а так же имеют высокую величину электропроводности и теплопроводности. Свойства углеродных нановолокон во многом зависят от их геометрии и структуры, как и у углеродных нанотрубок. На рисунке 5 представлены характерные виды УНВ, полученных с помощью химического осаждения из газовой фазы.
Рисунок 5 - Схематическое изображение некторых видов углеродных
нановолокон[21 ]
1.2 Методы формирования углеродных нанострутур
Фуллерены первоначально были получены с помощью метода лазерной абляции, в результате чего было произведено микроскопические количество фуллеренов [1]. В 1990 г. Хафманом и др. был получен 1 грамм фуллеренов с помощью резистивного нагрева углеродных стержней в атмосфере гелия [22]. Еще одним эффективным способом производства фуллеренов в больших количествах является использование переменного или постоянного тока дугового разряда при 200 мм.рт.ст между графитовыми электродами [23].
Многие другие экспериментальные методы были разработаны для производства углеродных наноструктур. Например, метод углеродной дуги [24], химического осаждения из газовой фазы в плазме СВЧ-разряда (MPCVD) [25],
ультразвукового осаждения кластерным пучком [26] и импульсного лазерного осаждения [27] все они успешно используются для синтеза углеродных наноматериалов.
Многие из тех же методов синтеза, такие как дуговой разряд [28] и метод лазерного испарения графита [29], используются и для выращивания УНТ. Для выращивания ориентированных углеродных нанотрубок используется метод химического осаждения из газовой фазы (CVD) [30]. Далее будут подробно разобраны методы формирования, которые наиболее часто используются для синтеза углеродных наноструктур.
1.2.1 Метод дугового разряда
Дуговой разряд был одним из первых методов получения УНТ и других углеродных наноструктур; именно с помощью него они впервые были получены и исследованы. История УНТ имеет прямое отношение к массовому производству фуллеренов, открытому Кречмером в 1990 году [22]. Он испарял графитовые стержни, через контакт между которыми подавалось переменное напряжение в атмосфере инертного газа для получения фуллеренов. После того как было подано постоянное напряжение на разделённые графитовые стержни для производства модифицированного порошка SiC, испаряющий анод вырабатывал фуллерены в форме сажи на стенках камеры, а часть испарившегося анода осела на катоде. В этом осадке на катоде и были найдены УНТ. Схематично камера изображена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схематическое изображение установки для выращивания УНТ
методом дугового разряда
После вакуумирования камеры с помощью вакуумного насоса, откачивается воздух до заданного давления, в результате чего возникает дуга постоянного напряжения между двумя графитовыми стержнями. Когда используется чистый графитовый стержень, анод испаряется в виде фуллеренов, которые осаждаются на стенках камеры как сажа. Однако, маленькая часть испарённого анода, которая содержит УНТ, осаждается на катоде. Эти УНТ, произведённые из графеновых листов, называемые МУНТ, находятся не только на поверхности, но и глубоко внутри осадка. Синтез больших количеств МУНТ возможен в среде Не, и их термическая очистка так же возможна [31]. Если графитовый стержень содержит катализатор (например Fe, Со и др.), то его используют в качестве анода к чистому графитовому стержню, и в этом случае в осадке содержаться ОУНТ [32].
Производились эксперименты, направленные на поиски различных газов, в атмосфере которых лучше производить испарение графитовых стержней [33]. Так
было установлено, что при заполнении камеры газом СН4 лучше формируются МУНТ с большой кристаллической структурой и несколько коаксиальных углеродных наночастиц [33]. Отрицательной стороной является то, что нельзя производить фуллерены в присутствии атомов водорода, это существенная разница в производстве фуллеренов и УНТ [34]. Для прояснения влияния атомов водорода на рост МУНТ, СН4 был подвергнут масс спектроскопии [35] до и после прохождения разрядной дуги, которая выявила термическое разложение СН4: 2СН4 - С2Н2 + 3Н2. Была подтверждена эффективность использования водорода при испарении дуговым разрядом для производства МУНТ с высоко кристаллической структурой, а так же было найдено новое строение углерода, так называемая «углеродная роза» [36]. Фактически, для производства МУНТ более выгодно использование газов, содержащих водород, чем инертных газов, таких как Не или Аг. Причиной является более высокая температура и активность водородной дуги.
Массовое производство ОУНТ с помощью дугового разряда было достигнуто с применением биметаллического катализатора в атмосфере Не [28]. Метод был эффективно модернизирован использованием двух графитовых электродов, расположенных под углом 30о друг к другу, вместо обычных 180°. Этот метод, известный как метод дуговой плазменной струи, обеспечивает выход ОУНТ на уровне 1 г/мин. Другой метод, использующий катализатором Fe вместо и
смесь Н2-Лг, заменившую Не, позволяет производить макроскопическую сеть, выстроенную из волокон ОУНТ, достигающих в длину 30 см [37]. Поскольку наночастицы Fe, прикреплённые к ОУНТ, покрывает очень тонкий слой аморфного углерода, ОУНТ легко очистить нагревом на воздухе до 420оС и последующей промывкой в слабом растворе НС1.
Для производства ОУНТ использование металлического катализатора необходимое условие. Была исследована активность различных металлических катализаторов (№, Со, Fe, Р^ Pd и др.); максимум производительности достигается с №-Со. Так же было изучено, что добавка серы приводит к увеличению каталитического эффекта у прочих металлических катализаторов [38]. При условиях, похожих на те, что необходимы для производства ОУНТ больших диаметров, были получены двуслойные углеродные нанотрубки [39]. Нужно так же отметить, что ОУНТ в отличие от МУНТ не были найдены в осадке на катоде, зато
присутствовали на стенках камеры. Поэтому применение дугового разряда при переменном токе, когда каждый из электродов испаряется по очереди, может обеспечить высокое производство ОУНТ.
В целом, трудно вырастить упорядоченные УНТ методом дугового разряда, несмотря на то, что частичное упорядочение может достигаться конвекцией или
и и и /—^ с»
направленной плазменной дугой. С другой стороны, температура роста метода дугового разряда выше, чем у других методов производства УНТ. Как результат, упорядоченность структуры и идеальность УНТ, произведённых методом дугового разряда, выше и выпуск годных в единицу времени так же выше, чем у других методов.
1.2.2 Лазерно-термический метод
Эффективным методом синтеза одностенных УНТ с узким распределением диаметра, а также других видов углеродных наноструктур является лазерное испарение мишени графита. Рассмотрим для примера формирование одностенных УНТ. Синтез производится в кварцевой трубке, температура формирования углеродных нанотрубок лежит в диапазоне порядка 900-1200°С. Для проведения процесса синтеза композитная мишень подвергается облучению лазерными импульсами. В свою очередь, композитная мишень состоит из катализатора 1-2%, смешанного с графитом, доля которого в мишени составляет 98-99%. Выпаренные продукты удаляются аргоном и конденсируется на водоохлаждаемом коллекторе. Стоит отметить, что большая доля (> 70%) испарившегося графита превращается в волокна одностенных CNTs. Типичный диаметр волокон лежит в диапазоне 10-20 нм, и каждый пучок состоит из массива одностенных УНТ, выровненных вдоль общей оси. Максимальный диаметр этих одностенных трубок равен порядка 1,4 нм. Распределение диаметра нанотрубки может быть изменено путем регулирования температуры формирования, состава катализатора и других параметров [40].
Похожие диссертационные работы по специальности «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники», 05.27.06 шифр ВАК
Теплофизические и прочностные свойства композиционных материалов на основе 1d и 2d наноуглеродов2021 год, кандидат наук Возняковский Алексей Александрович
Размерная модуляция электронной структуры и эффекты сильного электрического поля в ультракоротких углеродных нанотрубках2015 год, кандидат наук Тучин Андрей Витальевич
Синтез, строение и свойства новых гибридных материалов на основе углеродных нанотрубок, модифицированных металлосодержащими покрытиями2017 год, кандидат наук Кремлев, Кирилл Владимирович
Моделирование строения и физико-химических свойств наноструктур на основе графена2013 год, кандидат наук Артюх, Анастасия Александровна
«Технологии получения и особенности формирования структуры и свойств композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры»2019 год, кандидат наук Бобрынина Елизавета Викторовна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дубков Сергей Владимирович, 2015 год
Список цитируемой литературы
1. Kroto H. W., Heath J. R., O'Brien S. C., Curl R. F., Smally R. E. C60: Buckminsterfullerene // Nature. - 1985. - Vol. 318.- P.165.
2. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. - 2003. - Vol. 354. -P.56-58.
3. Wang Z. L. Nanobelts, nanowires, and nanodiskettes of semiconducting oxides -From materials to nanodevices // Advanced Materials. - 2003. - Vol. 15. - P. 432436.
4. Wu Y., Qiao P., Chong T., Shen Z. Carbon nanowalls grown by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition // Advanced Materials. - 2002. - Vol. 14. - P.64-67.
5. Saito S., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S. Physical properties of carbon nanotubes // Carbon Nanotubes. - 1998. - Vol.3. - P.259.
6. Inagaki M. New carbons control of structure and functions // Elsevier. - 2000. -P.240.
7. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены / М.: Логос, 2006. - 376 c.
8. Лозовик Ю.Е., Попов А.М. Образование и рост углеродных наноструктур -фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // УФН. - 1997. - Т. 167. -№ 7. - С. 751-774.
9. Сысун В.И. Фуллерены. Синтез, методы получения. Научный обзор/ Петрозаводск: Плазма, 2002. - 23 c.
10. Белоусов В.П., Будтов В.П., Данилов О.Б., Мак А.А. Фуллерены: структурные, физико-химические и нелинейно-оптические свойства // Оптический журнал. -1997. - T. 64. - № 12. - C. 3-37.
11. Вуль А.Я. Фуллерены как материал электронной техники // Материалы электронной техники. -1999. - № 7. - С. 4-7.
12. Губин С.П., Ткачев С.В. Графен и родственные наноформы углерода // М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ».- 2012. - 104 C.
13. Geim K., Novoselov K.S. The rise of graphene // Nature Materials.- 2007. - Vol. 6. - No 3. - P.183-191.
14. Du X., Skachko I., Duerr F., Luican A., Andrei E.Y. Fractional quantum Hall effect and insulating phase of Dirac electrons in graphene // Nature. - 2009. - Vol. 462. - P.192-195.
15. Bunch J.S.,Zande A.M.,Verbridge S.S., Frank I.W.,Tanenbaum D.M.,Parpia J.M.,Graighead H.G., McEuen P.L. Electrochemical resonators from graphene sheets // Science. - 2007. - Vol. 315. - No 5811. - P. 490-493.
16.Oberlin A., Endo M., Koyama T. High resolution electron microscope observations of graphitized carbon fibers // Carbon. - 1976. - Vol. 14. - P. 133.
17. Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте // ЖФХ. - 1952. - Т. 26. - С. 88.
18. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. - 1991.- Vol. 354. -No 6348.- P. 56.
19. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of fullerenes and carbon nanotubes/ New York: Academic press, 1996. - 965 p.
20. Dresselhauss M.S., Dresselhauss G., Avouri P. Carbon nanotubes: synthesis, structure, properties, and applications // Springer Science & Business Media. -2001. - P.447.
21. Mori S., Suzuki M. Non-catalytic, low-temperature synthesis of carbon nanofibers by plasma-enhanced chemical vapor deposition // Nanofibers. - 2010.
22. Kratschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos K., Huffman D.R. Solid C60: a new form of carbon // Nature. - 1990. - Vol. 347. - No 6291. - P. 354-358.
23. Buckide S., Haufler R.E., Conceicao J., Chibante L.P.F., Chai Y., Byrne N.E., Smalley R.E. Efficient Production of C60 (Buckminsterfullerene), C6OH36, and the Solvated Buckide Ion // The Journal of Physical Chemistry. - 1990. - Vol. 94. - P. 8634-8636.
24. Amaratunga G.A.J., Chhowalla M., Kiely C.J., Alexandrou I., Aharonov R., Devenish R.M. Hard elastic carbon thin films from linking of carbon nanoparticles // Nature. - 1996. - Vol. 383. - No 6598. - P. 321-323.
25. Yu J., Wang E.G., Bai X.D. Electron field emission from carbon nanoparticles prepared by microwave-plasma chemical-vapor deposition // Appl. Phys. Lett. -2001. - Vol. 78. - P. 2226.
26. Diederich L., Barborini E., Piseri P., Podesta A., Milani P., Schneuwly A.,Gallay R. Supercapacitors based on nanostructured carbon electrodes grown by cluster-beam deposition // Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol. 75. - No 17. - P. 2662.
27. Siegal M.P., Overmyer D.L., Kottenstette R.J., Tallant D.R., Yelton W.G. Nanoporous-carbon films for microsensorpreconcentrators // Appl. Phys. Lett. -2002. - Vol. 80. - No 21. - P. 3940.
28. Journet C., Maser W.K., Bernier P., Loiseau A. Large-scale production of singlewalled carbon nanotubes by the electric-arc technique // Nature. - 1997. - Vol. 388. - P. 20-22.
29. Thess A., Lee R., Nikolaev P., Dai H., Petit P., Robert J., Smalley R.E. Crystalline Ropes of Metallic Carbon Nanotubes // Science. - 1996. - Vol. 273. -No 5274. -P. 483-487.
30. Cheng H.M., Li F., Su G., Pan H.Y., He L.L., Sun X., Dresselhaus M.S. Large-scale and low-cost synthesis of single-walled carbon nanotubes by the catalytic pyrolysis of hydrocarbons // Appl. Phys. Lett. - 1998. - Vol. 72. - No 25. - P. 3282-3285.
31. Ebbesen T.W., Ajayan P.M. Large-scale synthesis of carbon nanotubes // Nature.
- 1992. - Vol. 358. - No 6383. - P. 220-222.
32. Iijima S., Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature. -1993. - Vol. 363. - No 6430. - P. 603-605.
33. Ando Y. Carbon Nanotube: The Inside Story // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2010. - Vol. 10. - No 6. - P. 3726-3738.
34. Tai Y., Inukai K., Osaki T., Tazawa M., Murakami J., Tanemura S., Ando Y. Identification of compounds produced through contact arc vaporization of graphite under CH4 ambience // Chemical Physics Letters. - 1994. - Vol. 224. - No 1-2. -P. 118-122.
35. Wang M., Zhao X., Ohkohchi M., Ando Y. Carbon Nanotubes Grown on the Surface of Cathode Deposit by Arc Discharge // LFNN. - 1996. - Vol. 4. - No 5.
- P. 1027-1039.
36. Ando Y., Zhao X., Ohkohchi M. Production of petal-like graphite sheets by
hydrogen arc discharge // Carbon. - 1997. - Vol. 35. - No 1. - P. 153-158.
145
37. Zhao X., Inoue S.,Jinno M., Suzuki T., Ando Y. Macroscopic oriented web of single-wall carbon nanotubes // Chemical Physics Letters. - 2003. - Vol. 373. -No 3-4. - P. 266-271.
38. Liu C., Cong H., Li F., Tan P., Cheng H., Lu K., Zhou B. Semi-continuous synthesis of single-walled carbon nanotubes by a hydrogen arc discharge method // Carbon. - 1999. - Vol. 37. - No 11. - P. 1865-1868.
39. Hutchison J.L., Kiselev N.A., Krinichnaya E.P., Krestinin A.V., Loutfy R.O., Morawsky A.P., Zakharov D.N. Double-walled carbon nanotubes fabricated by a hydrogen arc discharge method // Carbon. - 2001. - Vol. 39. - No 5. - P. 761-770.
40. Robertson J. Growth of nanotubes for electronics // Materials Today. - 2007. -Vol. 10. - No 1-2. - P. 36-43.
41. Ando Y., Zhao X., Sugai T., Kumar, M. Growing carbon nanotubes // Materials Today. - 2004. - Vol. 7. - No 10. - P. 22-29.
42. Endo M., Takeuchi K., IgarashiS., Kobori K., Shiraishi M., Kroto H.W. The production and structure of pyrolytic carbon nanotubes (PCNTs) // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1993. - Vol. 54. - No 12. - P. 1841-1848.
43. Jose-Yacaman M., Miki-Yoshida M., Rendon L., Santiesteban J.G. Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure // Applied Physics Letters. - 1993. - Vol. 62. - P. 657-659.
44. Satishkumar B.C., Govindaraj A., Rao C.N.R. Bundles of aligned carbon nanotubes obtained by the pyrolysis of ferrocene-hydrocarbon mixtures: role of the metal nanoparticles produced in situ // Chemical Physics Letters. - 1999. -Vol. 307. - No 3-4. - P. 158-162.
45. Dai H., Rinzler A.G., Nikolaev P., Thess A., Colbert D.T., Smalley R.E. Singlewall nanotubes produced by metal-catalyzed disproportionation of carbon monoxide // Chemical Physics Letters. - 1996. - Vol. 260. - No 3-4. - P. 471475.
46. Cheng H.M., Li F., Sun X., Brown S.D.M., Pimenta M.A., Marucci A., Dresselhaus M.S. Bulk morphology and diameter distribution of single-walled carbon nanotubes synthesized by catalytic decomposition of hydrocarbons //
Chemical Physics Letters. - 1998. - Vol. 289. - No 5-6. - P. 602-610.
146
47. Satishkumar B.C., Govindaraj A., Sen R., Rao C.N.R. Single-walled nanotubes by the pyrolysis of acetylene-organometallic mixtures // Chemical Physics Letters. -1998. - Vol. 293. - No 1-2. - P. 47-52.
48. Hafner J.H., Bronikowski M.J., Azamian B.R., Nikolaev P., Rinzler A.G., Colbert D.T., Smalley R.E. Catalytic growth of single-wall carbon nanotubes from metal particles // Chemical Physics Letters. - 1998. - Vol. 296. - No 1-2. - P. 195-202.
49. Ago H., Komatsu T., Ohshima S., Kuriki Y., Yumura M. Dispersion of metal nanoparticles for aligned carbon nanotube arrays // Appl. Phys. Lett. - 2000. -Vol. 77. - No 1. - P. 79.
50. Fan S. Self-Oriented Regular Arrays of Carbon Nanotubes and Their Field Emission Properties // Science. - 1999. - Vol. 283. - No 5401. - P. 512-514.
51. Nagaraju N. Alumina and silica supported metal catalysts for the production of carbon nanotubes // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. - 2002. - Vol. 181. - No 1-2. - P. 57-62.
52. Meyyappan M., Delzeit L., Cassell A., Hash D. Carbon nanotube growth by PECVD: a review // Plasma Sources Science and Technology. - 2003. - Vol. 12. -No 2. - P. 205-216.
53. Lieberman M.A., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing, 1st. ed. / NJ: John Wiley and Sons, 1994.- 205 p.
54. Tanemura M., Iwata K., Takahashi K., Fujimoto Y., Okuyama F., Sugie H., Filip V. Growth of aligned carbon nanotubes by plasma-enhanced chemical vapor deposition: Optimization of growth parameters // Journal of Applied Physics. -2001. - Vol. 90. - P. 1529-1533.
55. Han J.H., Yoo J.B., Park C.Y., Kim H.J., Park G.S., Yang M., Kim J.M. Tip growth model of carbon tubules grown on the glass substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition // Journal of Applied Physics. - 2002. - Vol. 91. - P. 483-486.
56. Ren Z.F. Synthesis of Large Arrays of Well-Aligned Carbon Nanotubes on Glass // Science. - 1998. - Vol. 282. - No 5391. - P. 1105-1107.
57. Chen Y., Wang Z.L., Yin J.S., Johnson D., Prince R.H. Well-aligned graphitic nanofibers synthesized by plasma-assisted chemical vapor deposition // Chemical Physics Letters. - 1997. - Vol. 272. - No 3-4. - P. 178-182.
58. Ho G.W., Wee A.T.S., Lin J., Tjiu W.C. Synthesis of well-aligned multiwalled carbon nanotubes on Ni catalyst using radio frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition // Thin Solid Films. - 2001. - Vol. 388. - P. 73-77.
59. Kato T., Hatakeyama R., Tohji K. Diffusion plasma chemical vapour deposition yielding freestanding individual single-walled carbon nanotubes on a silicon-based flat substrate // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17. - No 9. - P. 2223-2226.
60. Satake N., Jeong G.H., Hirata T., Hatakeyama R., Ishida H., Tohji K., Motomiya K. Production of carbon nanotubes by controlling radio-frequency glow discharge with reactive gases // In Physica B: Condensed Matter. - 2002. -Vol. 323. - P. 290-292.
61. Delzeit L., McAninch I., Cruden B.A., Hash D., Chen B., Han J., Meyyappan M. Growth of multiwall carbon nanotubes in an inductively coupled plasma reactor // Journal of Applied Physics. - 2002. - Vol. 91. - P. 6027-6033.
62. Tsai S.H., Chao C.W., Lee C.L., Shih H.C. Bias-enhanced nucleation and growth of the aligned carbon nanotubes with open ends under microwave plasma synthesis // Applied Physics Letters. - 1999. - Vol. 74. - P. 3462.
63. Okai M., Muneyoshi T., Yaguchi T., Sasaki S. Structure of carbon nanotubes grown by microwave-plasma-enhanced chemical vapor deposition // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - P. 3468.
64. Wilson J.I.B., Scheerbaum N., Karim S., Polwart N., John P., Fan Y., Fitzgerald A.G. Low temperature plasma chemical vapour deposition of carbon nanotubes // Diamond and Related Materials. - 2002. - Vol. 11. - P. 918-921.
65. Nozaki T., Kimura Y., Okazaki K. Carbon nanotubes deposition in glow barrier discharge enhanced catalytic CVD // Journal of Physics D: Applied Physics. -2002. - Vol. 35. - No 21. - 2779-2784.
66. Melechko A.V., Merkulov V.I., McKnight T.E., Guillorn M.A., Klein K.L., Lowndes D.H., Simpson M.L. Vertically aligned carbon nanofibers and related structures: Controlled synthesis and directed assembly // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 97. - No 4. - P. 041301.
67. Nolan P.E., Lynch D.C., Cutler A.H. Carbon Deposition and Hydrocarbon Formation on Group VIII Metal Catalysts // The Journal of Physical Chemistry B. - 1998. - Vol. 102. - No 21. - P. 4165-4175.
68. Teo K.B.K., Hash D.B., Lacerda R.G., Rupesinghe N.L., Bell M.S., Dalal S.H., Milne W.I. The significance of plasma heating in carbon nanotube and nanofiber growth // Nano Letters. - 2004. - Vol. 4. - P. 921-926.
69. HofmannS., Ducati C., Robertson J.,Kleinsorge B. Low-temperature growth of carbon nanotubes by plasma-enhanced chemical vapor deposition // Applied Physics Letters. - 2003. - Vol. 83. - P. 135-137.
70. Baker R. Nucleation and growth of carbon deposits from the nickel catalyzed decomposition of acetylene // Journal of Catalysis. - 1972. - Vol. 26. - P. 51-62.
71. Hofmann S., Ducati C., Kleinsorge B., Robertson J. Direct growth of aligned carbon nanotube field emitter arrays onto plastic substrates // Applied Physics Letters. - 2003. - Vol. 83. - P. 4661-4663.
72. Franklin N.R., Dai H. An enhanced CVD approach to extensive nanotube networks with directionality // Advanced Materials. - 2000. - Vol. 12. - No 12. -P. 890-894.
73. Hash D.B., Meyyappan M. Model based comparison of thermal and plasma chemical vapor deposition of carbon nanotubes // Journal of Applied Physics. -2003. - Vol. 93. - P. 750-752.
74. Cruden B.A., Meyyappan M. Characterization of a radio frequency carbon nanotube growth plasma by ultraviolet absorption and optical emission spectroscopy // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 97. - No 8. - P. 084311.
75. Tu Y., Lin Y., Ren Z.F. Nanoelectrode arrays based on low site density aligned carbon nanotubes // Nano Letters. - 2003. - Vol. 3. - P. 107-109.
76. Bell M.S., Teo K.B.K., Milne W.I. Factors determining properties of multi-walled carbon nanotubes/fibres deposited by PECVD // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2007. -Vol. 40. - No 8. - P. 2285-2292.
77. Choi Y.C., Bae D.J., Lee Y.H., Lee B.S., Park G.-S., Choi W.B., Kim J.M. Growth of carbon nanotubes by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition at low temperature // J. Vac. Sci. Technol. A. - 2000. - Vol. 18. - No 4. - P. 1864.
78. Chen Y., Guo L., Johnson D., Prince R. Plasma-induced low-temperature growth of graphitic nanofibers on nickel substrates // Journal of Crystal Growth. - 1998. -Vol. 193. - No 3. - P. 342-346.
79. Ikuno T., Honda S.I., Kamada K., Oura K., Katayama M. Effect of oxygen addition to methane on growth of vertically oriented carbon nanotubes by radio-frequency plasma-enhanced chemical-vapor deposition // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 97. - No 10. - P. 104329.
80. Han J.-H., Lee C.H., Jung D.-Y., Yang C.-W., Yoo J.-B., Park C.-Y., Kim J.M. NH3 effect on the growth of carbon nanotubes on glass substrate in plasma enhanced chemical vapor deposition // Thin Solid Films. - 2002. - Vol. 409. - No 1. - P. 120-125.
81. Valentini L., Kenny J.M., Lozzi L., Santucci S. Formation of carbon nanotubes by plasma enhanced chemical vapor deposition: Role of nitrogen and catalyst layer thickness // Journal of Applied Physics. - 2002. - Vol. 92. - No 10. - P. 6188.
82. Lee J.Y., Lee B.S. Nitrogen induced structure control of vertically aligned carbon nanotubes synthesized by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition // Thin Solid Films. - 2002. - Vol. 418. - No 2. - P. 85-88.
83. Mori S., Suzuki M. Effect of oxygen and hydrogen addition on the low-temperature synthesis of carbon nanofibers using a low-temperature CO/Ar DC
plasma // Diamond and Related Materials. - 2008. - Vol. 17. - No 6. - P. 9991002.
84. Bower C., Zhu W., Jin S., Zhou O. Plasma-induced alignment of carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. - 2000. - Vol. 77. - No 6. - P. 830.
85. Kuttel O.M., Groening O., Emmenegger C., Schlapbach L. Electron field emission from phase pure nanotube films grown in a methane/hydrogen plasma // Appl. Phys. Lett. - 1998. - Vol. 73. - No 15. - P. 2113.
86. Melechko A.V., Merkulov V.I., Lowndes D.H., Guillorn M.A., Simpson M.L. Transition between "base" and "tip" carbon nanofiber growth modes // Chemical Physics Letters. - 2002. - Vol. 356. - P. 527-533.
87. Endo M., Nishimura K., Kim Y.A., Hakamada K.,Matushita T., Dresselhaus M.S., Dresselhaus G. Raman spectroscopic characterization of submicron vapor-grown carbon fibers and carbon nanofibers obtained by pyrolyzing hydrocarbons // J. Mater. Res. - 1999. - Vol. 14. - No 12. - P. 4474-4477.
88. Bartsch K., Biedermann K., Gemming T., Leonhardt A. On the diffusion-controlled growth of multiwalled carbon nanotubes // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 97. - No 11. - P. 114301.
89. Baughman R., Zakhidov A., de Heer W. Carbon nanotubes-the route toward applications // Science. - 2002. - Vol. 297. - P. 787.
90. Zhang H., Cao G.P., Wang Z.Y., Yang Y.S., Shi Z.J.,Gu Z.N. Influence of ethylene and hydrogen flow rates on the wall number, crystallinity, and length of millimeter-long carbon nanotube array // J. Phys. Chem. C. - 2008. - Vol. 112. -P. 12706.
91. Talapatra S.,Kar S., Pal S.K., Vajtai R.L., Ci, Victor P.,Shaijumon M.M., Kaur S.,Nalamasu O.,Ajayan P.M. Direct growth of aligned carbon nanotubes on bulk metals // Nat. Nanotechnol. - 2006. - Vol. 1. - P. 112.
92. Zhang H., Cao G.P., Yang Y.S., Gu Z.N. Comparision between electrochemical properties of aligned carbon nanotube array and entangled carbon nanotube electrodes // J. Electrochem. Soc. - 2008. - Vol. 155. - No 2. - P. K19.
93. Gonzalez-Valls I., Lira-Cantu M. Vertically-aligned nanostructures of ZnO for excitonic solar cells: a review // Energy Environ. Sci. - 2009. - Vol. 2. - P. 19.
94. Banerjee P., Perez I., Henn-Lecordier L. Nanotubular metal-insulator-metal capacitor arrays for energy storage // Nature Nanotechnology. - 2009. - Vol. 4. -No 5. - P. 292-296.
95. Elam J.M., Routkevitch D., Mardilovich P.P., George S.M. Conformal coating on ultrahigh-aspect-ratio nanopores of anodic alumina by atomic layer deposition // Chem. Mater. - 2003. - Vol. 15. - P. 3507-3517.
96. Seidel T., Kim G.Y., Srivastava A., Karim Z. Crucial applications addressed via fundamental ALD advances // Solid State Tecnol. - 2005. - Vol. 48. - P. 45-48.
97. Wu Z.-S., Feng X., Cheng H.-M. Recent advances in grapheme-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage // National Science Review. -2013. - Vol. 1. - No 2. - P. 277-292.
98. Simon P., Gogotsi Y. Materials for electrochemical capacitors // Nat. Mater. -2008. - Vol. 7. - P. 845-854.
99. Rolison D.R., Long R.W., Lytle J.C. Multifunctional 3D nanoarchitectures for energy storage and conversion // Chem. Soc. Rev. - 2009. - Vol. 38. - P. 226-252.
100. Arthur T.S., Bates D.J., Cirigliano N. Three-dimensional electrodes and battery architectures // MRS Bull. - 2011. - Vol. 36. - P. 523-531.
101. Chmiola J., Largeot C., Taberna P.L. Monolithic carbide-derived carbon films for micro-supercapacitors // Science. - 2010. - Vol. 328. - P. 480-483.
102. Pech D., Brunet M., Durou H. Ultrahigh-power micrometre-sized supercapacitors based on onion-like carbon // Nat. Nanotechnol. - 2010. - Vol. 5. - P. 651-654.
103. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., Nordlander P., Colbert D.T., Smalley R.E., Tomanek D. Unraveling nanotubes: field emission from an atomic wire // Science. - 1995. - Vol. 269. - P. 1550-1553.
104. Wadhawan A., Stallcup R.E., Perez J.M. Effects of Cs deposition on the field-emission properties of single-walled carbon-nanotube bundles // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 78. - No 1. - P. 108.
105. Wadhawan A., Stallcup R.E., Stephens K.F., Perez J.M., Akwani I.A. Effects of O2,Ar, and H2 gases on the field-emission properties of single-walled
and multiwalled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 79. - No 12.
- P. 1867.
106. Chhowalla M., Ducati C., Rupesinghe N.L., Teo K.B.K., Amaratunga G.A.J. Field emission from short and stubby vertically aligned carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 79. - No 13. - P. 2079.
107. Bonard J.-M., Weiss N., Kind H., Stockli T., ForroL., Kern K. Tuning the Field Emission Properties of Patterned Carbon Nanotube Films // Advanced Materials. - 2001. - Vol. 13. - P. 184-188.
108. Obraztsov A.N., Pavlovsky I.Y., Volkov A.P. Low-voltage electron emission from chemical vapor deposition graphite films // J. Vac. Sci. Technol. B.
- 1999. - Vol. 17. - No 2. - P. 674.
109. Ho G.W., Wee A.T.S., Lin J. Electric field-induced carbon nanotube junction formation // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 79. - No 2. - P. 260.
110. Park K.H., Choi S., Lee K.M., Lee S., Koh K.H. Stable and uniform electron emission from nanostructured carbon films // J. Vac. Sci. Technol. B. -2001. - Vol. 19. - No 3. - P. 958.
111. Panwar O.S., Sharma R., Kumar S., Dixit P.N. Electron field-emission from diamond-like carbon films grown by a saddle field fast atom beam source // J. Vac. Sci. Technol. B. - 2003. - Vol. 21. - No 5. - P. 1986.
112. Fursey G., Novikov D., Dyuzhev G., Kotcheryzhenkov A., Vassiliev P. The field emission from carbon nanotubes // Applied Surface Science. - 2003. -Vol. 215. - P. 135-140.
113. Gao H., Mu C., Wang F., Xu D., Wu K.,Xie Y., Yu D. Field emission of large-area and graphitized carbon nanotube array on anodic aluminum oxide template // Journal of Applied Physics. - 2003. - Vol. 93. - No 9. - P. 5602.
114. Yu K., Zhu Z., ZhangY., Li Q., Wang W., Luo L., Feng T. Change of surface morphology and field emission property of carbon nanotube films treated using a hydrogen plasma // Applied Surface Science. - 2004. - Vol. 225. - P. 380388.
115. Guillorn M.A., Melechko A.V., Merkulov V.I., Hensley D.K., Simpson M.L., Lowndes D.H. Self-aligned gated field emission devices using single carbon nanofiber cathodes // Appl. Phys. Lett. - 2002. - Vol. 81. - No 19. - P. 3660.
116. Ducati C., Barborini E., Piseri P., Milani P., Robertson J. Influence of cluster-assembly parameters on the field emission properties of nanostructured carbon films // Journal of Applied Physics. - 2002. - Vol. 92. - No 9. - P. 5482.
117. Громов Д.Г., Дубков С.В. Формирование углеродных наноструктур методом химического осаждения из газовой фазы с использованием плазмы тлеющего разряда на постоянном токе // Труды 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: тезисы докладов.- М.: МФТИ, 2009. - Т. 1. - С56.
118. Gromov D.G., Gavrilov S.A., Dubkov S.V. Formation of carbonic nanostrustures using PECVD and glow-discharge plasma at direct current // International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2009. Proc. Of SPIE. -2010. - Vol. 7521. - P. 75210Y.
119. Gromov D., Borgardt V., Grishina Y., Dedkova A., Kirilenko E.,Dubkov S. Study of growth kinetics of amorphous carbon nanopillars formed by PECVD // Proc. SPIE 9440, International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2014. - 2014. - 94400D.
120. Dubkov S., Gromov D., Smirnov D.,Galperin V. Properties of carbon nanostructures formed by pecvd from CO gas // International conference on nanoscience+technology:Europhysics conference abstarcts. - Paris, Sorbonne, 2012. - Vol. 36d. - P. 229.
121. Громов Д.Г., Боргардт Н.И., Волков Р.Л., Галперин В.А., Гришина Я.С., Дубков С.В. Особенности структуры и свойств углеродных наностолбиков, сформированных низкотемпературным осаждением из газовой фазы // Известия Вузов. Электроника. - 2013. - № 2. - С. 42-48.
122. Дубков С.В., Гаврилов С.А., Громов Д.Г., Красулин Г.А. Низкотемпературный процесс формирования углеродных трубчатых и графеновых структур // Известия вузов. Электроника. -2010. - № 4. - С. 2831.
123. Дубков С.В., Миронов А.Е., Громов Д.Г., Галперин В.А. Низкотемпературный способ формирования углеродных наноструктур // Актуальные проблемы химии и физики поверхности: тезисы докладов. -Киев: ИХП им. Чуйка О.О. НАН Украины, 2011. - С.320.
124. Ferrari A., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond -like carbon, and nanodiamond // Phil. Trans. R. A.: Math., Phys. Eng. Sci. - 2004. - Vol. 362. - No 1824. - P. 2477-2512.
125. Li L., Zhang H., Zhang Y., Chu P., Tian X., Xia L., Mac X. Structural analysis of arc deposited diamond-like carbon films by Raman and X-ray photoelectron spectroscopy // Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 94. - No 1. - P. 95-101.
126. Adar F. Raman Spectroscopy of Carbon — More Information Than You Would Think // Spectroscopy. - 2009. - Vol. 24. - No 2. - P. 28-39.
127. Das A., Chakraborty B., Sood A. Raman spectroscopy of graphene on different substrates and influence of defects // Bull. Mater. Sci. - 2008. - Vol. 31.
- No 3. - P. 579-584.
128. Costa S., Borowiak-Palen E., Kruszynska M., Bachmatiuk A., Kalenczuk R.J. Characterization of carbon nanotubes by Raman spectroscopy // Materials Science-Poland. - 2008. - Vol. 26. - P. 433-441.
129. Robertson J. Diamond-like amorphous carbon // Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 37. - P. 129-281.
130. Yang P., Kwok S.C.H., Fu R.K.Y., Leng Y.X., Wang J., Wan G.J., Chu P.K. Structure and properties of annealed amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) films for biomedical applications // Surface and Coatings Technology. -2004. - Vol. 177-178. - P. 747-751.
131. Behler K., Osswald S., Ye H., Dimovski S., Gogotsi Y. Effect of Thermal Treatment on the Structure of Multi-walled Carbon Nanotubes // Journal of Nanoparticle Research. - 2006. - Vol. 8. - No 5. - P. 615-625.
132. Gromov D.G., Borgardt N.I., Volkov R.L., Galperin V.A., Grishina Y.S., Dubkov S.V. Specific features of the structure and properties of carbon nanocolumns formed by low-temperature chemical vapor deposition // Semiconductors. - 2013. - Vol. 47. - No 13. - P. 1703-1706.
133. Giannuzzi L.A., Drown J.L., Brown S.R. Applications of the FIB lift-out technique for TEM specimen preparation // Microscopy Research and Technique.
- 1998. - P. 285-290.
134. Волков Р.Л.,Боргардт Н.И., Кукин В.Н. Применение фокусированного ионного пучка и просвечивающей электронной микроскопии для локального исследования пироуглеродных материалов // Известия РАН. Серия физическая. - 2011. - Т. 75. - № 9. - С. 1297.
135. Wentzel M.,Gorzawski H.,Naumann K.-H.,Saatho H., Weinbruch S. Transmission electron microscopical and aerosol dynamical characterization of soot aerosols // Aerosol Science. - 2003. - Vol. 34. - P. 1347-1370.
136. Гришина Я.С., Дубков С.В. Изучение электронно-микроскопическими методами морфологии и структуры углеродных наностолбиков в планарной и поперечной проекциях // Микроэлектроника и информатика - 2013. 20-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: тезисы докладов. - М.:МИЭТ, 2013.
137. Fowler R.H., Nordheim L. Electron Emission in Intense Electric Fields // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 1928. - Vol. 119. - No 781. - P. 173-181.
138. Ильичев Э.А. Функциональная микро- и наноэлектроника / М.: МИЭТ, 2010. - 248с.
139. Yuan Z.-M., Zhang Y.-Q., Yao N., Zhang B.-L. Synthesis and field emission characteristics of the amorphous nano-carbon films // Journal of Synthetic Crystals. - 2012. - Vol. 41. - No 6. - P. 1768-1771.
140. Zhu Y., Tour J.M. Organic light-emitting diodes non-oxide boost // Nature Photonics. - 2012. - Vol. 6. - P. 72-73.
141. Mackie W.A. Work function measurements of diamond film surfaces // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. - 1996. - Vol. 14. - No 3. - P. 2041.
142. Ago H., Kugler T.,Cacialli F.,Salaneck W.R., Shaffer M.S.P.,Windle A.H., Friend R.H. Work functions and surface functional groups of multiwall carbon nanotubes // J. Phys. Chem. B. - 1999. - Vol. 103. - No 38. - P. 8116- 8121.
143. Su W., Leung T., Chan C. Work function of single-walled and multiwalled carbon nanotubes: First-principles study // Physical Review B. - 2007. - Vol. 76. - No 23. - P. 235413.
144. Ilie A., Ferrari A.C., Yagi T., Rodil S.E., Robertson J., Barborini E., Milani P. Role of sp phase in field emission from nanostructured carbons // Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol. 90. - No 4. - P. 2024.
145. Sinitsyn N.I., Gulyaev Y.V., Torgashov G.V., Chernozatonskii L.A., Kosakovskaya Z.Y., Zakharchenko Y.F., Glukhova O.E. Thin films consisting of carbon nanotubes as a new material for emission electronics // Applied Surface Science. - 1997. - Vol. 111. - P. 145-150.
146. Дубков С.В. Формирование углеродных трубчатых и графеновых структур методом химического осаждения из газовой фазы при низкой температуре // Микроэлектроника и информатика - 2010.17-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: тезисы докладов. - М.:МИЭТ, 2010. - С. 38.
147. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Structure of Fullerenes // Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes. - 1996. - P. 60-79.
148. Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M. Physical Properties of Carbon Nanotubes // Imperial College Press. - 1998. - P. 73-93.
149. Challa Kumar. Raman Spectroscopy for Nanomaterials Characterization / Berlin: Springer Berlin, 2012. - 646 p.
150. Ferrari A., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructure, diamond-like carbon, and nanodiamond // Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A. - 2004.
- Vol. 362. - P. 2267-2565.
151. Дубков С.В., Громов Д.Г., Гришина Я.С., Галперин В.А. Исследование структуры и свойств углеродного массива наностолбиков // 5-я Всероссийская конференция "Химия поверхности и нанотехнология": тезисы докладов. - СПб.:СПбГТИ(ТУ), 2012. - С. 316.
152. Hoffmann R.W. Physics of Thin Films [Russian translation] /M.:Mir, 1968.
- Vol. 3. - 292 p.
153. TkhorikY.A., Khazan L.S. Plastic deformation and misfit dislocations in heteroepitaxial systems / Kiev: Nauk.dumka, 1983.
154. Demczyk B.G., Wang Y.M., Cumings J., Hetman M., Han W.,Zettl A., Ritchie R.O. Direct mechanical measurement of the tensile strength and elastic
modulus of multiwalled carbon nanotubes // Materials Science and Engineering A.
- 2002. - Vol. 334. - P.173-178.
155. Lee C., Wei X., Kysar J.W., Hone J. Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene // Science. - 2008. - Vol. 321. - No 5887. - P. 385-388.
156. Meo M., Rossi M. Prediction of Young's modulus of single wall carbon nanotubes by molecular-mechanics-based finite element modelling // Composites Science and Technology. - 2006. - Vol. 66. - P. 1597-1605.
157. Min-Feng Y.,Lourie O., Dyer M.,Moloni K., Kelly T., Ruoff R. Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load // Science. - 2000. - Vol. 287. - No 5453. - P. 637-640.
158. Telling R.H., Pickard C.J., Payne M.C., Field J.E. Theoretical Strength and Cleavage of Diamond // Physical Review Letters. - 2000. - Vol. 84. - No 22. - P. 5160-5163.
159. Wang Z., Ciselli P., Peijs T. The extraordinary reinforcing efficiency of single-walled carbon nanotubes in oriented poly(vinyl alcohol) tapes // Nanotechnology. - 2007. - Vol. 18. - No 45. - P. 455709.
160. Choon H.O., Jai-Young L., Oh S.M. Mechanical properties of isotropic pyrolytic carbon deposited in a tumbling bed // Carbon. - 1985. - Vol. 23. - No 5.
- P. 487-492.
161. Fialkov A.S.,Baver A.I.,Sidorov N.M.,Chaykun M.I., Rabinovich S.M. Pyrographite - manufacture, structure, properties // Russ. Chem. - 1965. - Vol. 1.
- P. 134-153.
162. Dauskardt R.H., Ritchie R.O. Introduction to Bioceramics / Singapore: World Scientific Publishing Co.,1993.
163. Cowlard F.C., Lewis J.C. Vitreous carbon — A new form of carbon // Journal of Materials Science. - 1967. - Vol. 2. - No 6. - P. 507-512.
164. Manhani L., Pardini L., Neto F. Assessement of tensile strength of graphites by the Iosipescu coupon test // Mat. Res. - 2007. - Vol. 10. - No 3. - P. 233-239.
165. Пат. № 2533010 РФ. Способ изготовления планарного конденсатора повышенной емкости / Громов Д.Г., Дубков С.В., Миронов А.Е., Шулятьев А.С. - 2013.
166. Дубков С.В. Исследование процессов формирования и свойств высокоемкостной конденсаторной структуры на основе углеродных наноструктур // Микроэлектроника и информатика - 2012.19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: тезисы докладов. - М.:МИЭТ, 2012. - С. 10.
167. Зайцев Н., Горнев Е., Орлов С., Красников А., Свечкарев К., Яфаров Р. Формирование наноалмазографитовых автоэмиттеров для интегральных автоэмиссионных микроприборов // Наноиндустрия. - 2011. - Т. 5. - № 29. -С. 36-39.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Благодарности
Я бы хотел выразить искреннюю благодарность и признательность своему научному руководителю - Громову Дмитрию Геннадьевичу за постановку задачи и идеи, которые он внес в настоящую диссертационную работу, за помощь, терпение, дискуссии и переданный опыт.
Так же, я признателен всем сотрудникам кафедры «Материалов функциональной электроники» за помощь в проведении работ, которые легли в основу диссертации, и обсуждения их результатов; в отдельности сотрудникам лабораторий 4309 и 4315, в частности Красулину Георгию Александровичу за поддержку и оказываемую помощь, а так же Олейнику Сергей Павловичу за плодотворную дискуссию.
Отдельная благодарность - Кириленко Е.П., Козьмину А.М., Дедковой А.А. за проведенные исследования образцов (Оптическая профилометрия, АСМ и РЭМ), а так же Гришиной Я.С. за исследование образцов с помощью ПЭМ и руководителю «ЦКП ДММН» Боргардту Н.И. Выражаю благодарность сотрудникам НПК ТЦ Шаману Ю.П., Кицюку Е.П., Шаманаеву А.А, Павлову А.А. за предоставленное аналитическое оборудование для исследования эмиссионных характеристик. Я признателен сотрудникам «НИИМЭ и Микрон» Орлову С.Н., Зайцеву Н.А. за предоставление конструкции интегрального автоэмиссионного диода для проведения измерений эмиттера на основе углеродных столбиков.
Так же, я благодарен заведующему кафедрой «Материалов функциональной электроники» МИЭТ Гаврилову Сергею Александровичу и всему преподавательскому составу этой кафедры.
АКТ
об использовании результатов
диссертационной работы Дубкова C.B.
«Исследование и разработка процесса формирования углеродных наноструктур методом плазмостимулированного химического осаждения из монооксида углерода для использования в устройствах электронной техники»
Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Дубкова C.B. «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода» использовались при выполнении трех проектов.
1. ГК №П552 «Разработка подходов к формированию массивов упорядоченных нанообъектов» проводимого в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».
2. №106-ИПП-Гр.асп.-МФЭ «Изучение формирования углеродных наноструктур с развитой поверхностью при низкой температуре», проводимого по заданию министерства образования и науки РФ.
3. № 12154Р/17271 «Разработка конденсатора высокой емкости на основе углеродных наноструктур», проводимого по заданию Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
проф. каф. «МФЭ»,
д.т.н.
Шерченков А.А.
проф.каф. «МФЭ»
д.т.н.
Штерн Ю.И.
Ученый секретарь каф. «МФЭ», к.т.н., доцент
Железнякова А.В.
АКТ
об использовании в учебном процессе Национального исследовательского университета
«МИЭТ» результатов
диссертационной работы Дубкова C.B.
«Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода»
Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Дубкова C.B. «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода» использовались в учебном процессе МИЭТ в лекционных материалах и лабораторных практикумах по курсам «Основы технологии электронной компонентной базы», «Физико-химические основы технологии интегральных микро- и наноструктур», «Основы технологии создания наноструктурированных материалов для электронных и оптоэлектронных приборов», при подготовке курсовых проектов по курсу «Физико-химические основы технологии интегральных микро- и наноструктур», а также при выполнении бакалаврских и магистерских выпускных работ студентами, обучающимися по направлениям «Материаловедение и технологии материалов» и «Электроника и наноэлектроника»
(22.03.01,22.04.01, 11.03.04 и 11.04.04).
Д.Т.Н., проф.
Зав. каф. «МФЭ»,
Гаврилов С.А.
Общество с ограниченной ответственностью «Электронные Приборы и Системы» ООО "ЭПС"
РФ, 124460, г. Москва, Зеленоград, корп. 1101, оф.76, тел/факс: 8-499-7101001 www.edstech.ru Email: ees9(a),yandex, ru
Генер
1Ш
ьны
УТВЕРЖДАЮ
:тор ООО «ЭПС» Кожевников Я.С.
2014г.
о внедрении результатов диссертационный работы Дубкова Сергея Владимировича "Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода"
Комиссия в составе: ведущего специалиста, к.т.н., заслуженного метролога РФ Медведева В.А., ведущего специалиста, к.т.н. Миронова P.E., ведущего инженера Рыкова В.М. рассмотрела результаты диссертационной работы Дубкова Сергея Владимировича «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, и установила, что разработанные в рамках диссертационных исследований результаты использованы при выполнении НИР "Разработка методов создания планарных конденсаторов высокой емкости, предназначенных для использования в микроэлектронике" по ГК № PK-16.513.11.3136, проводимого в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России".
В результате исследований разработаны и изготовлены опытные образцы планарного конденсатора высокой емкости, предназначенные для использования в микроэлектронике. Способ изготовления планарного конденсатора высокой емкости защищен патентом РФ № 2533010.
Председатель комиссии
Члены комиссии
Медведев В.А.
онов P.E. Рыков В.М.
«УТВЕРЖДАЮ»
АКТ
Об использовании результатов кандидатской диссертационной работы
Дубкова Сергея Владимировича «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода»
Комиссия в составе: председатель Зайцев H.A., члены комиссии: Матюшкин И.В., Орлов С.Н. составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Дубкова C.B. «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода» были использованы в ОАО «НИИМЭ и Микрон» в ходе выполнения работ по НИР «Разработка базовых технологий создания интегральных автоэмиссионных приборов с наноуглеродными эмиттерами», проводившейся по приказу №256 от 17.06.2011 г. В рамках данной работы были изучены наноуглеродные эмиттеры, изготовленные в НИУ МИЭТ с использованием технологического процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода, разработанного Дубковым C.B. Отмечены их высокие эмиссионные свойства. На основе изготовленных углеродных наноструктур получены автоэмиссионные диоды с накладными эмиттерами.
Председатель комиссии Советник генерального директора, д.т.н.
H.A. Зайцев
Члены комиссии:
И.В. Матюшкин
С.Н. Орлов
АКТ
об использовании результатов диссертационной работы Дубкова Сергея Владимировича
«Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода»
Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Дубкова Сергея Владимировича «Исследование и разработка процесса плазмостимулированного химического осаждения углеродных наноструктур из монооксида углерода» использовались при выполнении прикладных научных исследований и экспериментальных разработок по Соглашению 14.578.21.0085 (уникальный идентификатор соглашения КРМЕР157814X0085) между Минобрнауки России и федеральным государственным автономным образовательного учреждением высшего образования «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники».
Зав. каф. «МЭ», д.т.н.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.