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보고서 상세정보

초소형 엑스선원용 탄소나노튜브 전계방출원 제작 및 특성 평가
Synthesis and characteristics of carbon nanotube field emitter for super miniature X-ray tube

  • 사업명

    원자력연구기반확충사업

  • 과제명

    초소형 엑스선원용 탄소나노튜브 전계방출원 제작 및 특성 평가

  • 연구책임자

    조성오

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-04

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 등록번호

    TRKO201000013360

  • 과제고유번호

    1345099249

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Abstract - Carbon Nanotube has many advantages as a field emitter since it has high aspect ratio, small radius of curvature, and ...

    Abstract - Carbon Nanotube has many advantages as a field emitter since it has high aspect ratio, small radius of curvature, and high thermal and electric conductivity. CNT field emitter has been synthesized for an electron source of miniature X-ray tube. For the tip fabrication, 0.80 mm diameter tungsten (W) tip was etched with sodium hydroxide in order to make a sharp tip. CNT solution was made by mixing with 20 nm diameter of multiwalled CNT and 50 nm diameter of silver nanoparticle in isopropyl alcohol. The CNT solution was drop dried on the Wtip, and the dried tip was sintered with varing temperature from 200℃ to 500℃ for 3h. The sintered silver nanoparticle can tightly adhere the tungsten tip and carbon nanotube. The field emission test was carried in a diode structure, and resulting maximum current was 285$\mu$A at the electric field of 3.3 V/$\mu$m. The fabricated CNT emitter has shown the stable emission over 100 $\mu$A at 3.3 V/ $\mu$m for 80 hours. Additional test in the diode structure was done for 200 hours, and emission current has been decreased slowly from 250 $\mu$A to 70 $\mu$A at the constant electric field of 3.3 V/$\mu$m.


    높은 종횡비 작은 곡률 반경 , 높은 열 및 전기 전도성을 가지는 탄소나노튜브는 전계 방출원으로서 많은 이점을 가진다. 최근 여러 연구를 통해 여러 형태의 탄소나노튜브 전계 방출원이 개발되고 있으며, 이 실험에서는 소형 X선 튜브의...

    높은 종횡비 작은 곡률 반경 , 높은 열 및 전기 전도성을 가지는 탄소나노튜브는 전계 방출원으로서 많은 이점을 가진다. 최근 여러 연구를 통해 여러 형태의 탄소나노튜브 전계 방출원이 개발되고 있으며, 이 실험에서는 소형 X선 튜브의 전자빔원을 위한 탄소나노튜브 전계방출원을 제작하였다. 전계 방출원 탄소 나노 튜브 팁을 만들기 위하여, 0.80 mm 직경의 텅스텐 팁이 쓰였으며, 원추형 팁을 제작하기 위하여 수산화나트륨을 통하여 에칭을 하였다. 텅스텐 팁 위에 씌울 탄소 나노 튜브 용액을 위해 20 nm 직경의 다중벽 탄소나노튜브, 50nm 직경의 은나노 입자 페이스트와 이소프로필 알코올을 혼합 하였다. CNT 용액은 Drop-drying method를 이용하여 텅스텐 팁 위에 안정적으로 부착되었고, 200℃에서 500℃의 온도 사이에서 3시간 동안 은 나노 페이스트를 소결시키면서, 탄소나노튜브가 팁 위에 단단히 붙을 수 있도록 하였다. 이극관 전계 방출 실험을 통하여 실험 한 결과, 3.3 V/ $\mu$m에서 최고 285 $\mu$A의 전류량을 보였다. 또한, 80시간 동안 3.3 V/$\mu$m 의 인가 전기장에서 100 $\mu$A 이상의 전류량을 안정적으로 보여주였으며, 200시간의 이극관 내 전계 방출 실험 동안 3.3V /$\mu$m에서 약 250 $\mu$A부터 약 70 $\mu$A까지 천천히 감소하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종보고서(원자력대학생용) ... 1
    2. 한글 요약문 ... 2
    3. 영문 요약문 ... 2
    4. 1. 서 론 ... 3
    5. 2. 실험재료 및 방법 ... 4
    6. 2-1 기본 이론 ... 4
    7. 2-2 실험재료 ... 5
    8. 2-3 실험방법 ... 6...
    1. 최종보고서(원자력대학생용) ... 1
    2. 한글 요약문 ... 2
    3. 영문 요약문 ... 2
    4. 1. 서 론 ... 3
    5. 2. 실험재료 및 방법 ... 4
    6. 2-1 기본 이론 ... 4
    7. 2-2 실험재료 ... 5
    8. 2-3 실험방법 ... 6
    9. 3. 실험결과 ... 9
    10. 3-1 CNT 팁 제조 결과 ... 9
    11. 3-2 전계 특성 ... 10
    12. 3-3 전계 방출 안정성 평가 및 수명 테스트 ... 11
    13. 4. 토의 ... 12
    14. 4-1 전계 방출 특성 ... 12
    15. 4-2 전계 방출의 안정성 및 수명 ... 12
    16. 5. 결 론 ... 13
    17. 참고문헌 ... 13
  • 참고문헌

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