رشد نانولوله هاي كربني هم راستا بر روي زيرلايه ي سيليسيمي پوشيده از نانوذرات آهن موليبدن با استفاده از فرآيند نشست بخار شيميايي

Growth of aligned Carbon Nanotubes on Silicon Substrate coated by iron - Molybdenum nanoparticles by Chemical Vapor Deposition Process

در این تحقیق امكان رشد نانولوله های كربنی بر روی زیرلایه ای از جنس سیلیسیم به روش نشست بخار شیمیایی ( CVD ) بررسی شده است. از گاز استیلن (C2H2) به عنوان منبع كربنی، گاز آرگون ( Ar ) به عنوان گاز حامل، گاز هیدروژن (H2) جهت احیای نانو ذرات و از نانوذرات آهن - مولیبدن به عنوان منبع كاتالیستی در دمای ℃ 750 جهت رشد نانولوله های كربنی استفاده شده است. واكنش درون یك راكتور استوانه ای كوارتز كه محفظه ی اصلی است، انجام شده و گازها با آهنگ شارش مشخص به درون آن تزریق می شوند. زیرلایه های مورد استفاده از جنس سیلیسیم انتخاب شده اند. زیرلایه ابتدا توسط لایه ی نازكی از نانوذرات آهن - مولیبدن با عمل خیساندن پوشش داده می شوند. در این تحقیق اثر سرعت گرمایش در مرحله اولیه فرایند نشست بخار شیمیایی جهت هم سو كردن نانولوله ها مورد بررسی قرار می گیرد. جهت مشاهده نمونه ها از میكروسكوپ الكترونی روبشی ( SEM ) و جهت بررسی تركیب آن ها از آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایكس (EDX ) استفاده می شود. مشاهدات نشان دادند كه افزایش دمای كوره تا دمای رشد در مدت زمان كوتاه طی مرحله اولیه باعث رشد نانولوله های كربنی در یك جهت مشخص خواهد شد.

In this work, the growth of carbon nanotubes on a silicon substrate by chemical vapor deposition (CVD) method has been investigated. Acetylene gas (C2H2) as the carbon source, argon (Ar) as the carrier gas, hydrogen (H2) for reduction of the nanoparticles and iron-molybdenum nanoparticles as the catalyst for the growth of carbon nanotubes have been used at temperature of 750℃. The reaction was performed inside a tube furnace equipped by a quartz tube and gases injected with the certain flow rate into the reaction tube. A silicon substrate was used to grow the CNTs. At first, substrate was coated by a thin layer of iron-molybdenum nanoparticles by the soakage method. The effect of heating rate at the initial stage of chemical vapor deposition process on the growth of aligned carbon nanotubes was examined. The samples characterization was performed using a scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy analysis (EDX). The observations showed that by selecting a fast heating method to the growth temperature it was possible to grow aligned carbon nanotubes.