| 研究概要 |
本年度は,実用化をより重視して,ナノチューブを金属基板表面に膜状に塗布した試料を陰極とし,二極あるいは三極管型の測定装置による電子放出特性の評価を行った。さらに,雰囲気ガスのナノチューブエミッタの寿命に及ぼす影響についても評価した。
1.カーボンナノチューブ陰極面からの電子放出特性の評価
多層ナノチュウーブ(MWNT),ナノグラファイバー(NGF)および単層ナノシューブ(SWNT)を電子放出素材に用いた。評価装置は陰極,グリッドおよび陽極(蛍光スクリーン)からなる三極構造をもつ。陰極-グリッド間距離を1mmとして,グリッド電圧に対する放出電流を測定した。NGFでは,グリッド電圧500Vで20μA/cm^2,750Vで2.5mA/cm^2の電流密度が得られた。他方,MWNTでは,グリッド電圧500Vで2.5nA/cm^2,750Vで0.1mA/cm^2が得られた。SWNTも,MWNTとほぼ同じ電流-電圧特性が得られた。また,グリッドを外し,二極構造(陰極-スクリーン間距離0.5mm)とすることにより,エミッシヨンパターンを観察した。その結果,SWNTからは直径約0.2mmのリング状のパターンが観察された。
2.雰囲気ガスのナノチューブエミッタの寿命に及ぼす影響
圧力10^<-7>から10^<-5>Torrの酸素,水,窒素およびアルゴン雰囲気において100時間にわたり放出電流の経時変化を測定した。試料には多層ナノチューブ(MWNT)を用い,これを導電性ペーストでヘアピン形フィラメントの先端に接着して陰極とした。初期放出電流を50μAとし,その後の放出電流の時間変化を調べた。その結果,放出電流の減少速度は大きい順に,酸素,水,窒素,アルゴンであり,酸素がナノチューブエミッタの寿命に最も悪影響を及ぼすことが明らかになった。
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