عنوان پایان‌نامه
نانو لوله های کربنی چند طبقه و بررسی اثر گسیل میدانی آنها
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2158;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55890
- تاریخ دفاع
- ۱۴ آذر ۱۳۹۱
- دانشجو
- سروه تاک
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده
- چکیده
- یکی از ویژگی های نانولوله های کربنی گسیل میدانی آنهاست که این ویژگی باعث می¬شود نانولوله های کربنی به عنوان کاتد در گسیلنده¬های سرد میدان مورد استفاده قرار گیرند. نانولوله¬های کربنی به دلیل خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فردی که دارند، دارای میدان آستانه¬ی پایین و جریان بالای گسیل میدانی هستند. در این پایان نامه قصد داریم ویژگی گسیل میدانی نانولوله¬ های کربنی را با اعمال میدان بین کاتد (نانولوله¬های کربنی) و آند بررسی کنیم و میدان آستانه و جریان را در چند نوع از آنها مورد بررسی قرار دهیم. یکی از انواع نانولوله های بررسی شده، نانولوله¬های با نوک باز می باشد که نشان داده می¬شود گسیل میدانی در آنها بسیار تقویت می¬شود. در ادامه ساختاری معرفی می-شود که در ترانزیستور گسیل میدانی و حسگر فشار کاربرد دارد. گسیل میدانی نانولوله¬های رشد یافته به روش DC-PECVD را در این ساختار بررسی می¬کنیم. با توجه به اینکه این ساختار شامل حفره-هایی با قطر حداکثر 4 میکرون است، دارای این قابلیت است که با اعمال پایانه¬ی سومی به آن، کنترل بیشتری در جریان گسیل شده از نانولوله¬های کربنی داشته باشیم. با توجه به فاصله¬ی بسیار کم پایانه¬ی سوم (گیت) اعمال شده با نانولوله¬های کربنی، جریان گسیل شده از آنها مستقیماً توسط پایانه¬ی گیت کنترل می¬شود. مزیت استفاده از گیت در این ساختار قابلیت جریان دهی بالای مجموعه توسط ولتاژ اعمالی به گیت است؛ در حالیکه ولتاژ اعمالی دارای مقادیر بسیار کمی در مقایسه با ولتاژی است که به آند اعمال می¬شود. نهایتاً این ساختار در ساخت حسگر فشار مورد استفاده قرار می¬گیرد. با توجه به اینکه حسگرهای فشار مبتنی بر یک غشای قابل انعطاف هستند، آند استفاده شده باید قابلیت خم شدن در مقابل فشار را داشته باشد. نحوه عملکرد این حسگر به این ترتیب است که با اعمال فشار گاز، فاصله¬ی بین آند قابل انعطاف و کاتد (نانولوله¬های کربنی داخل ساختار معرفی شده) کم می¬شود و جریان گسیلنده تحت تأثیر این فاصله تغییر می¬کند.
- Abstract
- Field emission effect is one of the properties of carbon nanotubes which makes them be used as a suitable cathode in cold emitters. Due to unique electrical and mechanical properties of carbon nanotubes, they have low threshold electrical field and high emission current. In this thesis we aim to investigate the field emission characteristic of carbon nanotubes by applying an electrical field between cathode (carbon nanotubes) and anode and the threshold electrical field and emission current are calculated in some of them. One type of carbon nanotubes that is studied is opened-tip CNTs which shows that the field emission property is enhanced in them. Then a structure will be introduced which is used in field emission transistor and pressure sensor. The Field emission of CNTs grown in these structures using DC-PECVD is studied. As the structure is consisted of holes with the maximum diameter of 4 micrometers, they have the capability of controlling the emission of CNTs by applying a third terminal. Due to the short distance of the third terminal (gate) from the CNTs, their emission current is directly controlled by the gate. The advantage of using gate in this structure is the high current derived from it by applying a voltage to the gate; whereas the applied gate voltage is very low in comparison with the anode voltage. Finally this structure is used in a pressure sensor. As these sensors are based on a flexible membrane, the used anode in the pressure sensor bends when pressure is applied. The pressure sensor is based on the varying distance between the anode and cathode when pressure is applied to the device, causing the emission current to change
