از زمان کشف نانولولههاي کربنی[۱] تلاشهـاي زیـادي در جهت بهبود رشد این نانوساختارها صورت گرفتـه اسـت. یکـی از پارامترهاي مهم در رشد نانولولههاي کربنی، نوع کاتالیسـت، روش

تهیه آن، و انتخاب زیرلایه براي نگهداري بستر کاتالیستی میباشـد.

پارامترهاي مـذکور در مورفولـوژي، انـدازه، کیفیـت، و مـد رشـد نانولولهاي کربنی مـوثر اسـت[۲] روشهـاي فیزیکـی و شـیمیایی گوناگونی براي ساخت کاتالیست وجود دارد، از جملـه: سـل-ژل، لایهنشانی با استفاده ازامواج رادیویی، تبخیـر حرارتـی و… ۲]،. [۳

۷۱

در این گزارش از روش لایـهنشـانی کنـدوپاشمغناطیسـی جهـت ساخت پایهکاتالیستی استفاده شد. گاز واکنشدهنـده جهـت انجـام فرآیند لایهنشانی، آرگن بود و از هـدف مـس و آهـن بـه صـورت مجزا، استفاده شد. نتـایج مـا نشـان داد کـه لایـهنـازك متشـکل از نانوذرات دولایهایی مس-آهن و تک لایهایـی آهـن، روي زیرلایـه سیلیکنی رسوب نمـود و بـه عنـوان پایـهکاتالیسـتی جهـت رشـد نانولولههاي کربنی اسـتفاده شـد. ایـن لایـهکاتالیسـتی در سیسـتم نشست بخار شیمیایی حرارتی((TCVD به مـدت ۹ دقیقـه جهـت انجام فرآیند رشد نانولولههاي کربنی قرار داده شد. هدف از مـدت زمان کم رشد نانولولهها این بود که اثر رشـد نانولولـههـا بـر روي نانوکاتالیستهاي دولایهایی مس-آهن و تک لایهایی آهن، مقایسـه شوند. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشـی( (SEM نشـان داد که افـزودن نـانوذراتمـس بـه عنـوان بسـتري از نـانوذرات –

کاتالیستی آهن، در رشد نانولولههاي کربنـی، عامـلمـوثري بـوده-

است.

جزئیات آزمایش

براي ساخت نانو ذرات مس- آهـن از دسـتگاه لایـهنشـانی کنـدوپاش مغناطیسـی اسـتفاده شـد. درایـن سیسـتم از دو پمـپ روتاري و توربو جهت خلاء کردن محفظه اسـتفاده شـد. محفظـه شامل دو الکترود با مسـاحت هـاي مختلـف مـی باشـد. الکتـرود کوچکتر(الکترود هدف مس و آهن) به شعاع ۸ سانتی متـر اسـت که به منبع DC متصل است و الکترود دیگر به زمین متصل است.
فاصله بین الکترودها، ۲ سانتی متر می باشد. زیر لایه هاي شیشه و سیلیکن روي الکترود متصل به زمین گذاشته شد. محفظه با استفاده از پمپ هاي روتاري و توربو تـا فشـار۸۱۰-۵ تـور قبـل از لایـه نشانی خلاء شد و سپس فشار محفظه با گاز آرگون به فشـار لایـه نشانی مورد نظر به ۶۱۰-۲ تور، رسید و توان DC اعمـال شـد و عمل لایه نشانی در دماي اتاق صورت پذیرفت. عمل لایهنشانی در خلا به این صورت بود که ابتدا نـانوذرات مـس بـر روي شیشـه و سیلیکن و سپس در مرحلهبعدي، نانوذرات آهن بر روي نـانوذرات مس ساختهشده، لایهنشانی شد. مس در توان ثابت ۱۶ وات، فشـار اولیه ۶۱۰-۲تور، و در زمان ۲۵ دقیقه، و لایه لایهنشانی شد.

نمایی از محفظه لایه نشانی در شکل ۱ نشان داده شده است.