Study on the Ostwald ripening phenomenon of Fe sputtered film on SiO2

Abstract

Nowadays the carbon nanotube (CNT) topic is in the spot of the scientific world. Many techniques have been developed for the production of single walled carbon nanotubes (SWCNTs) but, a standard method to produce long and high purity nanotubes has not been established. The main reason is the dependence of the carbon nanotubes on the catalyst particle on a substrate. The size and termination of the CNT will depend on the average particle size of the catalyst that is governed by the Ostwald ripening phenomenon. This research focuses on the particle size distribution of the catalyst over the substrate and the relationship between time, temperature and thickness of the film to produce a desire particle size. The main interest was to determine the parameters and related equations that control the Fe particle growth and particle size distribution. The study of the Fe particles on silicon oxide surface exhibited a pattern of growth of the Ostwald ripening type and may be used to develop carbon nanotubes. This based on the average particle growth which depends on time and thickness of the film as stated in the statistical analysis.

Actualmente el mundo científico ha puesto el ojo sobre los nanotubos de carbono. Aunque muchos métodos han sido desarrollados para producir nanotubos de carbono, ninguno ha sido capaz de establecer una receta estándar para producir nanotubos de alta calidad y de un diámetro específico. El tamaño y la terminación de los nanotubos de carbono depende del catalizador y sustrato utilizado y el crecimiento de estos va estar regido por fenómeno de engrosamiento de Ostwald. Esta investigación dedica su mayor esfuerzo a la distribución de las partículas de un substrato para determinar el efecto que tiene el tiempo, la temperatura y el espesor de la muestra en crecimiento de la partícula promedio. La idea es determinar los parámetros que afectan o controlan las partículas de hierro (Fe) sobre un sustrato de óxido de silicio (SiO2). Este estudio provee un patrón de crecimiento en el comportamiento de las partículas de hierro sobre el sustrato que está basado en el fenómeno de engrosamiento de Ostwald el cual puede utilizarse para crecer nanotubos de carbono de un diámetro específico. Esto está basado en el crecimiento de la partícula promedio que depende directamente del espesor de la muestra y al tiempo expuesto a calor según estudios estadísticos.