电流法改善碳纳米管阴极场发射特性

针对丝网印刷碳纳米管阴极,提出电流法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性.利用扫描电子显微镜表征电流法处理前后CNTs阴极表面形貌变化,并对处理前后CNTs阴极进行场发射特性测试.结果表明,电流法处理后CNTs阴极表面残留有机物被破坏,开启电场从2.4 V/μm降低到1.6 V/μm,同样面积的薄膜(印制面积为1 cm×1 cm)在2.6 V/μm场强下的发射电流由30 μA提高到了800 μA,说明电流处理对于提高薄膜的场发射特性有明显作用.该方法在碳纳米管场发射显示器的制作中具有很好的实际应用价值.     

沉积气压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用等离子体增强脉冲激光沉积系统,在n型Si(100)基底上沉积了不同沉积气压下的纳米BN薄膜,利用红外光谱(FTIR)对BN薄膜进行了表征.通过原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌.在超高真空(＜5.0×10-7 Pa)情况下测量了薄膜的场致发射特性.实验结果表明,沉积气压对BN薄膜的场发射特性影响很大.BN薄膜的阈值电场随着沉积气压的升高而升高,发射极限电流随着沉积气压的升高而较小,但耐压特性提高.沉积气压为2 Pa时沉积的BN薄膜的场发射的阈值电场最低,为12 V/μm,当电场升高到27 V/μm时,场发射电流密度为140.6 μA/cm2;当沉积气压升高到5 Pa时,阈值电场升高为26 V/μm,当电场升高到59 V/μm时,发射电流密度为187.5 μA/cm2;沉积气压升高到15 Pa时的样品的阈值电场已经高达51 V/μm.所有BN薄膜的F-N曲线都符合F-N理论,表明电子发射是通过隧穿表面势垒完成的.     

氮化铝薄膜的厚度对场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法,在n型(100)Si基底上沉积了不同厚度(20~150 nm)纤锌矿结构的纳米AlN薄膜。在超高真空系统中测量了不同膜厚样品的场发射特性,发现阈值电场随着厚度的增加有增大的趋势。厚度为44 nm的AlN薄膜样品具有最低的阈值电场(10 V/μm),当外加电场为35 V/μm时,最高发射电流密度为284μA/cm2。AlN薄膜场发射F-N曲线表明,在外加电场作用下,电子隧穿了AlN薄膜表面势垒发射到真空。     

丝网印刷碳纳米管薄膜的电子发射

将碳纳米管(CNT)浆料印刷在不锈钢衬底上,进行了特殊的热烧结和后处理工艺处理.经过特殊热烧结和后处理工艺处理后的试样,在外加电场后,电子发射的开启电场从2.50 V/μm降低到1.40 V/μm.外加电场为3.30 V/μm时场发射电流从8.50 μA/cm<'2>提高到350μA/cm2,场发射效率提高;当场强为4.0 V/μm时,阳极上荧光点的面密度约从(5～8)个/cm2提高到(22～26)个/cm2,发射均匀性得到有效的提高.讨论了丝网印刷CNT薄膜中电子的场发射实验,表明特殊的热烧结和后处理工艺使CNT之间的残留物厚度变薄,而且使更多的CNT均匀地露出薄膜表面,只有电子隧穿达到裸露的CNT才能有效地发生场发射.     

氧化钨纳米结构：可控制备及场发射性能

通过简单调控化学气相沉积反应气压制备了形貌尺寸可控的各种非化学计量比氧化钨纳米结构。场发射研究表明W18O49纳米线具有优异的场发射性能。对于10 μA/cm2的发射电流,其开启电压为7.1 V/μm。 实验中测得最高场发射电流密度4.05mA,对应场强为17.2 V/μm。场发射过程中的热蒸发和脱附测试表明该氧化钨纳米线的场发射再现性很高。     

碳纳米管复合阴极的稳定性研究

基于隧穿效应的双势垒模型,采用Sol-Gel法在ITO玻璃基底上制备了SiO2涂层碳纳米管阴极,利用SEM对阴极的形貌、结构进行分析,并对场发射性能、发射稳定性与发光特性进行研究,获得了发射电流高,稳定性良好的阴极.测试结果表明: SiO2质量分数为20%时阴极具有比较高的发射电流及较好的场发射稳定性能;阴极开启场为1.71 V/mm,在场强为2 V/mm时,发射电流密度为65 μA/cm2;发射电流在3 h内,波动小于3%.低成本丝网印刷制备的该阴极,适合于不同尺寸器件的冷阴极.     

35 V47 μF固体钽电容器制备工艺的改进

研究了15 000μF·V/g钽粉在35 V 47μF固体钽电容器上的应用,研究了压制密度和烧结温度对产品电性能的影响,并改进被膜工艺,研究了在硝酸锰溶液中添加硝酸铵对产品电性能的影响.实验结果表明15030μFV/g钽粉的最佳压制密度为5.8 g/cm3,最佳烧结温度为1660 ℃,制备的钽阳极块比容为13500 μFV/g,产品的漏电流系数为3.5×10-4μA/μF·V,tanδ为3.5%,被膜过程中加入硝酸铵有效降低产品漏电流,提高了产品电性能的一致性.     

铜镀镍基底生长碳纳米管薄膜场发射特性研究

采用化学镀的方法在铜基底上镀镍作为缓冲层,以酞菁铁(FePc)作为催化剂,采用CVD法在Cu/Ni基底上制备出了碳纳米管薄膜(Cu/Ni-CNTs),利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱进行了表征。为了测试在Cu/Ni基底上生长碳纳米管薄膜的场发射特性,采用二极管结构,在真空度为2×10~(-4) Pa下进行直流场发射测试。结果表明Cu/Ni基底的碳纳米管薄膜具有优异的场发射特性,薄膜与阳极距离为9mm时开启场强为1.44V/μm,场发射测试数据符合Fowler-Nordheim(F-N)场发射特性曲线,在相同高压范围(0~20kV)进行多次重复测试,碳纳米管薄膜具有良好的发射可重复性。     

场发射硅锥阵列的干法制备与研究

阐述了用于场发射压力传感器发射阴极的硅锥阵列的干法制备工艺,用反应离子刻蚀(RIE)的方法在76 mm(3 in.)的低阻硅片上制备出52个均匀分布的10×12的硅锥阵列,得到了曲率半径为25 nm~35 nm且具有良好一致性的尖锥。当阵列的场发射起始电压为1.4 V/μm,场强为9.2 V/μm时,单个硅锥的发射电流达到8.3 nA,并且性能较为稳定。     

电解液法改善碳纳米管阴极场发射特性

针对丝网印刷碳纳米管(CNT)阴极,提出用电解液法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性.利用扫描电子显微镜表征电解液法处理前后CNT阴极表面形貌变化,并对处理前后CNT阴极进行场发射特性测试.结果表明,电解液法处理后有更多的CNT伸出有机浆料表面,开启电场从2.4 V/μm降低到1.4 V/μm,同样面积的薄膜(印制面积为1 cm×1 cm)在3.0 V/μm场强下的发射电流由100μA提高到了1 800μA,说明电解液处理对于提高薄膜的场发射特性有明显作用.该方法在碳纳米管场发射显示器的制作中具有很好的实际应用价值.     

微立方结构阵列间距对场发射影响

在3D基底上制备CNT薄膜可以提高碳纳米管的场发射能力,基底微结构的形貌、尺寸、间距等参数都对碳纳米管的场发射有直接的影响。利用有限元分析软件ANSYS模拟了微立方阵列结构,微立方结构的尺寸为20μm×20μm×20μm(长×宽×高),得到了微立方结构上表面的电场分布,计算了阵列间距和上表面面积不同时的电场分布。依据F-N方程,采用离散化的方法,定量地分析了阵列间距对冷阴极场发射电流的影响,发现该微结构在阵列间距为100μm时场发射电流达到最大值。     

碳纳米管薄膜的电泳沉积与场发射性能

采用电泳法在Si基片上沉积碳纳米管(CNTs)薄膜。研究了电泳极间距、电泳时间及电泳电压等对沉积的薄膜形貌结构与场发射性能的影响。SEM、高倍光学显微镜和场发射性能测试结果表明,保持阴阳极间距为2cm,在100V的直流电压下电泳2min所获得的CNTs薄膜均匀、连续、致密且具有最好的场发射性能,其开启电场强度仅为1.19V/μm,当外加电场强度为2.83V/μm时,所获得的最大发射电流密度可达14.23×10–3A/cm2。     

热敷法制备丝状阴极及其在场发射中的应用

采用热敷法将碳纳米管(CNT)浆料直接热敷在Ni丝上制备成丝状阴极,并在圆柱形灯管中采用二极结构测试其场发射性能.扫描电镜(SEM)测试表明,丝状阴极的表面有一层均匀的CNT材料;场发射结果表明,CNT-Ni丝状阴极与传统的场发射阴极相比具有更优良的场发射性能,开启电场为0.15 V/μm,当电压为2280V时发射电流达到4 mA.在腔体中测试其发光亮度,最高值达到了14000 cd/m2.     

二氧化锰纳米片的制备及其电化学性质

只利用MnSO_4和(NH_4)_2S_2O_8两种原料,采用水热法制得β-MnO_2纳米材料。分別采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG/DSC)等测试技术对材料的形貌、结构及热稳定性做了表征。采用恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对材料的电化学性质进行测试。结果表明:MnO_2纳米片材料具有优良的充放电性能,在电流密度为10×10~(-3)A/cm~2时,其比电容达到85.3F/g,很适合用于电化学电容器的电极材料。     

基于CNT-Ni丝状阴极的场发射荧光灯

采用电泳法在金属镍(Ni)丝表面沉积碳纳米管(CNT)材料,制备成CNT-Ni丝状阴极,并在圆柱形玻璃灯管中对其进行二极结构的场发射性能测试。结果表明,CNT材料呈网状结构均匀平铺于Ni丝表面,CNT-Ni丝状阴极具有良好的场发射性能,开启场强为0.82V/μm;当阳压为3400V时,电流为2.3mA,发光亮度达到7500cd/m2;阳压为4000V时,丝状阴极场发射电流连续测试10h变化不大。     

表面形貌特殊的碳纳米管薄膜及其场发射增强

采用磁控共溅射法在Si片表面镀NiTi膜作为碳纳米管生长的催化剂,制备出表面形貌特殊的碳纳米管薄膜,如"丘状"和"星状"的表面微结构。通过扫描电子显微镜对碳纳米管薄膜的形貌进行表征,采用二极管形式测试了碳纳米管薄膜的场发射性能。实验结果表明,这两种碳纳米管薄膜都具有优异的场发射性能,10μA/cm~2时的开启电场分别仅为1.02 V/μm和1.15 V/μm,在外加电场为2.4 V/μm时的电流密度分别达到4.32 mA/cm~2和6.88 mA/cm~2。通过场发射FN的曲线计算得到的场发射增强因子分别为10113和6840。这两种碳纳米管薄膜优异的场发射性能与其表面的微结构有关。表面的粗糙结构增强了部分碳纳米管的局域电场,易于发射电子。     

低成本制备的高稳定性碳纳米管复合阴极

通过改变SiO2纳米溶胶与碳纳米管的比例,选择合适的表面活性剂解决SiO2表面湿润问题,使SiO2得以均匀包裹CNT.采用Sol-Gel工艺制备CNT/SiO2复合物阴极,使用TEM对复合物的形貌、结构进行表征,对其场发射性能与稳定性进行了研究,获得了高增强因子及低屏蔽效应的阴极.发射测试实验表明:复合物中SiO2/CNT含量为80%时,阴极具有高发射电流和较佳的场发射稳定性能.在场强为2 V/mm时,发射电流为56 mA/cm2,开启场为0.71 V/mm,发射电流波动3 h,波动<3%.该阴极发射电流高,稳定性良好,容易采用低成本的丝网工艺制备成各种不同尺寸FED阴极.     

一种瞬态增强的无外接电容LDO电路设计

设计了以增强型AB跟随器作为缓冲级的带瞬态增强电路的线性稳压器(LDO)。在保证LDO环路稳定性的同时,将增强型AB跟随器的偏置电流改为动态偏置电流,同时加入瞬态增强电路来改善系统重载到轻载来回跳变时的瞬态性能。仿真结果表明,该稳压器输入电压2.7~5 V,输出电压2.5 V,压差200 m V,电路空载时静态电流18μA,最大负载电流100 m A;在输出电容为100 pF时,负载电流以99×10~(–3)A/μs跳变,输出电压下冲和过冲分别为89 m V和110 m V,均在1.5μs内恢复稳定。     

硅尖阵列-敏感薄膜复合型阴极真空微电子压力传感器特性的测试

封装、测试了硅尖阵列-敏感薄膜复合型阴极的真空微电子压力传感器，在计算机模拟计算的基础上，对封装好的真空微电子压力传感器进行了实物测试，得出实物测试场发射电流曲线（开启电压低，发射电流曲线与计算机模拟曲线一样，电压45V时发射电流可达到86mA，平均每个硅尖为21μA）、压力特性曲线（呈线性变化，与计算机模拟计算的曲线相近）及灵敏度数据。电压1.5V即可测试并且其压力特性成线性变化，灵敏度为0.3μA/kPa。     

基于超薄钽酸锂晶体材料高响应太赫兹探测器（英文）

太赫兹(Thz)探测器工作在室温条件下极大地促进了太赫兹科学与技术的应用。超薄(10μm)钽酸锂(LiTaO_3)晶片被用作太赫兹探测器敏感元材料。基于钽酸锂晶片太赫兹探测器在2.52 THz激光辐射源照射下,20Hz斩波频率时响应率可达到8.38×10~4V/W,等效噪声功率NEP)可达到1.26×10~(-10)W。这种加工超薄钽酸锂晶片的方法为制备高响应率太赫兹探测器提供了一个可行的方法。