Функциональные разветвленные сети на основе одностенных углеродных нанотрубок, жгутов из них и графеновых моно-/слоистых чешуек для эмиссионной электроники: новые технологические решения и прикладные разработки

Отчет содержит результаты решения следующих задач: 1. Расчет радиационного теплообмена между анодом и катодом, находящихся при разных температурах, с учетом прохождения теплового излучения через сетку (сетки в тетроде). Наличие сетки вызывает отражение теплового излучения что приводит к изменению спектрального состава излучения проходящего от анода к катоду и обратно. Особое значение имеет случай, когда сетка выполнена из многослойного графена так как электрическое смещение на сетке вызывает изменение химического потенциала листов графена и, соответственно, к существенному смещению максимума проходящего через сетку радиационного потока электромагнитной энергии. 2. Разработка блока НМЧА для определения оптимальной толщины наноматериала с позиции сужения потенциального барьера для туннелирующих электронов и критического значения пондеромоторной силы, приводящей к разрушению эмитирующей катодной поверхности, представляющей собой сваренную 3D-сетку из нанообъектов. Разработка 1D и 2D моделей туннелирования через расположенные на катоде пленки углеродного наноматериала с учетом его эффективной диэлектрической проницаемости и проникновения поля в пленку. Разработка таких же моделей при наличии сетки из УНТ. 3. Проведение планируемого численного эксперимента по исследованию пондеромоторных сил, действующих на эмиссионные центры 3D-сетки, в зависимости от топологии и распределения эмиссионных центров в полях разной напряженности. Установление критических значений напряженности поля, приводящих к резкому возрастанию пондеромоторных сил и разрушению 3D-сетки. Исследование влияния подложки на величину критических значений напряженности поля. Теоретическая оценка поверхностной плотности пондеромоторных сил, действующих на пленку в условиях частичного проникновения поля. Расчет вольт-амперных характеристик (ВАХ) 3D-сетки с различной морфологией поверхности на разных подложках. 4. Экспериментальная верификация эмиссионных характеристик 3D-сеток углеродных наноматериалов с целью определения напряжённости электрического поля, обеспечивающей полевую эмиссию структуры. Измерение пороговой напряженности начала эмиссии, максимального эмиссионного тока структур. 5. Экспериментальные исследования по увеличению адгезии наноматериалов в виде сваренных 3D сеток к подложке. 6. Измерение и исследование ВАХ образцов наноматериалов. Оценка стабильности эмиссионных центров, общего тока эмиссии. 7. Исследование процессов травления графена диоксидом углерода непосредственно в ходе синтеза. Разработка новой методики быстрой визуализации графена с помощью АСМ. Наработка представительных партий графена для последующих приложений в рамках проекта. 8. Систематическая наработка образцов одностенных нанотрубок с заданной дефектностью, толщиной пленки и проводимостью с целью их использования в качестве компонентов устройств.