低能电子穿越碳纳米管的研究

摘要

我们分别进行了1500eV和200eV电子穿越碳纳米管薄膜的实验，分析透射电子的二维角分布和能谱，以研究电子与碳纳米管的相互作用。实验前，设计和组装了灯丝为LaB6的电子枪，并基于此电子枪搭建了实验平台，能产生0-5000eV的初始电子束。实验使用的碳纳米管薄膜由大量约83-89μm长的单壁碳纳米管竖直排列组成，有良好的导电性。对于试验方法，我们采用基于MCP的二维成像系统来时时探测透射电子的二维角分布；使用了球形能谱仪和MCP组成的能量探测系统来研究透射电子的能谱。　　分析实验数据，我们发现了碳纳米管可以输运200eV和1500eV的低能电子，并且其能量不会损失；碳纳米管对电子没有导向作用，透射电子的发散角中心会随着倾角发生微小移动，但始终在入射电子方向的正负1°内；输运电子的透过率对能量越高的电子入射角度要求越高；电子穿越碳纳米管的过程中没有充放电现象和电荷沉积的过程。这些结论有助于电子与导电材料相互作用的研究。

目录

声明

第一章 引言

1.1 碳纳米管简介

1.1.1 碳纳米管的制备

1.1.2 碳纳米管的特性

1.2 离子与纳米微孔相互作用

1.2.1 导向效应的发现

1.2.2 导向效应作用机制

1.3 电子与纳米微孔相互作用

1.3.1 电子在绝缘材料纳米微孔中的传输

1.3.2 电子与表面相互作用

1.3.3 电子在碳纳米管中的传输

第二章 实验技术

2.1 实验设备

2.1.1 电子枪

2.1.2 真空差分系统

2.1.3 能谱仪

2.1.4 微通道板（MCP）

2.1.5 荧光屏

2.1.6 CCD相机

2.2 探测系统

2.2.1 能谱探测和获取系统

2.2.2 角分布探测和获取系统

2.3 实验材料

第三章 低能电子穿越碳纳米管的研究

3.1 低能电子穿越碳纳米管的二维角分布

3.1.1 初始电子束的二维角分布

3.1.2 1500eV电子穿越不同倾角下碳纳米管的二维角分布

3.1.3 200eV电子穿越不同倾角下碳纳米管的二维角分布

3.1.4 结果讨论

3.2 低能电子穿越碳纳米管的能谱

第四章 总结

参考文献

在学期间的研究成果

致谢