碳纳米管的场发射特性研究

主要探讨碳纳米管场发射特性的理论,希望能将碳纳米管所拥有的绝佳场发射结果应用在场发射显示器与其他电子元件上。本文首先对碳纳米管的场发射特性进行了理论分析与应用价值的讨论,由分析可以看出,碳纳米管的场发射特性是会受到彼此间屏蔽效应的影响的。最后,本文分析归纳出与碳纳米管场发射特性相关的各种因素,这对日后研究碳纳米管在场发射显示器上的应用会有不错的帮助。     

可印制碳纳米管冷阴极中碳纳米管含量的优化

采用丝网印刷法制备了不同碳纳米管含量的冷阴极.研究了不同碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性与其微结构和电学特性的关系.实验发现,碳纳米管冷阴极的导电性和场发射特性受碳纳米管含量影响,具有适当的碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性最佳.     

丝网印刷碳纳米管阴极老炼特性研究

影响碳纳米管阴极场发射稳定性和寿命的主要因素有真空度、场发射过程中的热效应以及场发射体对场发射电流的承载能力等。本文从外部特性的角度，对丝网印刷碳纳米管阴极老炼前后的场发射特性曲线进行了分析，得出了经过老炼后场强增强因子减小而有效发射面积比增大的变化规律，而且老炼电压越高，这种变化越大。这一结果与实验中发光图像的观察结果很好得吻合，说明经过老炼后，碳纳米管有效场发射点变钝而有效场发射点数量增加。     

基于碳纳米管的场发射平板显示器研究

碳纳米管因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料。本文概述了碳纳米管的特性、分类及制备;介绍了碳纳米管场发射平板显示器的结构、工作原理及制备,分析了碳纳米管场发射平板显示器的优缺点,针对其缺点提出了一些改进的思路并对其发展趋势作了展望。     

碳纳米管的场发射特性

研究了碳纳米管的场致发射特性,实验证明碳纳米管作为场发射阴极材料具有优越性.通过对碳纳米管进行温度处理,得到了与基片附着力强的碳纳米管;测试了场发射特性,发现碳纳米管其开启电压较低(30V).     

碳纳米管的场发射特性

研究了碳纳米管的场致发射特性,实验证明碳纳米管作为场发射阴极材料具有优越性.通过对碳纳米管进行温度处理,得到了与基片附着力强的碳纳米管;测试了场发射特性,发现碳纳米管其开启电压较低(30V).     

碳纳米管场发射显示器中栅极技术的研究

碳纳米管场发射显示器件的研究已在各个国家开展了许多年，但仍然有很多的问题亟待解决，如碳纳米管作为阴极发射材料的发射均匀性、开启电场、栅极结构的制作、荧光屏制作、真空封装等困难。本文研究了碳纳米管场发射器件的几种结构、特性及其制作工艺，重点阐述了前栅极结构碳纳米管场发射显示器件中在栅极制作和阴极材料装配的瓶颈，并提出了一种栅极制作和阴极保护的方法，并运用此方法在实验室制作了三极结构器件进行验证，有效地解决了制作前栅极结构的困难，为制作大面积碳纳米管场发射显示屏提供了可行性方案。     

碳纳米管场发射显示器特性测试方法的研讨

通过低压化学气相沉积法在硅片上制作碳纳米管薄膜阴极,用真空荧光显示器的封装工艺,制备了碳纳米管场发射显示器样管。改变常用的驱动电源电压测试为器件电压测试,得到非常理想的伏安特性曲线和发光特性曲线。从测试结果分析可知,直接测量碳纳米管场发射显示器的器件电压和测试电源驱动电压所得结果是不同的,用后者代替前者不够合理。从电子场发射的角度看,实际的碳纳米管场发射伏安特性曲线应比测试的伏安曲线更陡。     

碳纳米管场发射显示器件(CNT-FEDs)封接关键技术的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT—FEDs）现已成为场发射研究的热点。本文研究了碳纳米管场发射显示器件在其真空封接过程中出现的碳纳米管丢失的问题，对碳纳米管场发射显示器件的封接方法提出了一些改进，并提出一种新型的碳纳米管场发射显示器件的封接结构，有效的解决了真空封接过程中的碳纳米管丢失的问题，为碳纳米管场发射显示器件（CNT-FEDs）的发射均匀性，改善区域之间的亮度差异及延长使用寿命提供了保证。     

丝网印刷碳纳米管阴极场发射点开启场强的分布统计

由于碳纳米管阴极场发射点数量巨大，分布无规律，无法单独测量各个场发射点的开启阈值，所以一直没有效的实验方法获得碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。本文采用丝网印刷碳纳米管点阵作为阴极，通过不同电压下该阴极场发射发光亮点的统计，间接地获得了丝网印刷碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。在此基础上，通过过压老炼的方法，有效地压缩了碳纳米管阴极场发射开启阈值的分布，显著提高了碳纳米管阴极场发射的均匀性。     

涂敷法制备的碳纳米管阴极的场发射研究

研究了用涂敷法制备碳纳米管阴极的新工艺和改善其场发射特性的新方法,裂解法获得的碳纳米管与有机粘合剂等混合、研磨,直接涂敷在Si基底上,二极管结构测量的结果表明,碳纳米管阴极有较低的开启电场(1．25～1．5V／μm),场强为5V／μm时,电流密度达到了42μA／cm^2,F—N曲线也非常符合场发射规律。浆料中粘合剂的比例增大时,碳纳米管阴极的场发射性能会有所降低,施加外电场会改善其场发射特性。     

HfC涂覆碳纳米管增强场发射性能研究

利用PECVD方法在硅衬底卜生长碳纳米管薄膜，然后采用IBAD方法在薄膜上沉积5nm的Hf，在高温下退火后在表面形成HfC。研究了经过HfC处理前后碳纳米管膜的场发射性能，结果表明经过HfC处理后碳纳米管膜的场发射性能得到明显改善，并对提高碳纳米管场发射性能的机理进行了探讨。此方法为提高碳纳米管场发射性能提供了一种新的思路。     

磁性材料、超导材料和器件

O4822005040051碳纳米管场发射特性的研究/张振华,彭景翠,张华,袁剑辉,黄小益(长沙理工大学物理与电子科学系)//物理学进展.―2004,24(3).―289～299.自1995年首次报道碳纳米管电子场发射实验研究以来,碳纳米管被认为是最具应用潜力的电子场发射极,特别是近几年碳纳米管合成技术的发展更促进了碳纳米管作为场发射电子源的研究.该文对碳纳米管作为场发射电子源的研究进行了系统的总结,简洁地介绍了碳纳米管电子场发射研究的方法、理论、主要发现及意义.图9表0参61O482.312005040052铜掺杂多孔硅的光致荧光猝灭/李媛媛,李清山,倪梦莹,王会新,…     

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。     

空气氧化法对纳米碳管场发射性能的影响

以镍金属为催化剂,在600℃条件下,采用化学气相沉积法(CVD)制备碳纳米管。将制得的碳纳米管用高能球磨法处理0.5～1h后,以空气氧化法进行提纯,并研究了氧化温度对碳纳米管形貌和场发射性能的影响。用扫描电镜、Raman光谱分别对300～500℃的氧化提纯后的碳纳米管的形貌和结构进行了表征。结果表明:碳纳米管的场发射性能随温度的升高而升高,经400～450℃加热10min后,非晶碳成分减少,碳管纯度得到提高,场发射性能达到最高;当氧化温度继续升高时,碳纳米管的缺陷密度增大,非晶化程度增加,场发射特性变差。因此,通过控制氧化温度可以有效提高碳纳米管的纯度和场发射性能。     

用探孔场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射

探孔场发射显微镜可以观测样品的场发射图象,又能测量局域场发射电流和总场发射电流与电压的关系.本文利用具有二维调节探孔位置的场发射显微镜装置测量了单壁碳纳米管场发射图象不同区域、不同吸附状态和经过热处理后的I-V特性.     

最佳碳纳米管场发射阴极阵列密度的研究①

碳纳米管(CNT)作为理想的场发射阴极材料。它在场发射阴极阵列中的密度与阴极的场发射性能有着非常密切的关系。本文通过模拟计算找出了最佳碳纳米管场发射阴极阵列密度，并通过实验进行了验证。实验证实浓度为2．5％的碳纳米管浆料制得的阴极有最佳的阵列密度。     

热累积效应对碳纳米管场发射特性的影响

为进一步提高碳纳米管阴极的场发射能力,分析了不同条件下碳纳米管的场发射测试结果,研究了热累积效应对碳纳米管场发射性能的影响。实验结果表明,通过抑制场发射测试过程中阳极的热累积,可获得更大的发射电流和发射电流密度。该研究为进一步提高碳纳米管阴极场发射能力提供了参考。     

碳纳米管场发射阴极电泳法制备及场发射特性研究

采用电泳沉积法在玻璃基板上成功制备出碳纳米管场发射阴极,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌,并对制备的碳纳米管阴极进行场发射测试.实验结果表明电泳2 min沉积的碳纳米管薄膜均匀连续且具有较好的场发射特性,其开启电场为3.1 V/μm,当外加电场强度为11.5 V/μm时场发射电流密度达到11.33 mA/cm2,经过10 V/μm的电场激活处理后样品具有较好的场发射稳定性.     

DLC薄膜处理的碳纳米管冷阴极场发射特性

碳纳米管(CNT)作为场发射冷阴极材料被应用于真空微纳电子器件.如何获得低电场发射和稳定发射,是碳纳米管冷阴极在器件中应用需要解决的问题.选择类金刚石(DLC)薄膜,利用磁过滤真空弧等离子技术产生DLC薄膜,对碳纳米管表面进行镀膜处理.场发射实验表明,经DLC薄膜处理后的碳纳米管冷阴极的场发射开启电场强度由3.3 MV/m下降至1.9 MV/m,相应的阈值电场强度也从6.5 MV/m下降至5.3 MV/m,并且在场发射性能提高的同时场发射的均匀性没有受到影响.DLC膜处理可以作为一种改善碳纳米管冷阴极场发射特性的技术.