碳纳米管薄膜的电泳沉积及其场发射性能研究

利用电泳沉积法在铝片上制备了碳纳米管薄膜冷阴极。通过扫描电镜、Raman光谱观察分析了表面形貌和结构,并对场发射性能进行了测试。经过研磨处理的碳纳米管薄膜样品,开启电场为2V／μm,当电场强度为4V／μm时电流密度达到2600μA／cm^2,发光点密度大于10^4／cm^2。     

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.     

电泳电压对碳纳米管沉积薄膜及阴极场发射特性影响

电泳法是制作碳纳米管冷阴极的重要方法.电泳电压是电泳过程中的重要参数,不同电压会影响阴极沉积的厚度和效率、形貌结构及场发射特性.实验对比研究和机理分析认为,电压在20～30 V区间内较易获得良好的碳纳米管场发射冷阴极.针对电泳边缘增厚效应,提出减小电场强度边缘效应方法.     

电泳沉积纳米金刚石涂层场发射阴极工艺研究

采用电泳沉积(EPD)制备薄膜的方法,在金属钛片上均匀地涂覆纳米金刚石涂层,经真空热处理,制成场发射阴极.该文主要研究了不同的电泳液配方、电泳电压及电泳时间对涂层制备的影响.实验结果表明,粘度系数较大的电泳液及较低的电泳电压下适当延长电泳时间有利于改善涂层的均匀性和致密性;典型样品开启电场为5.5 V/μm,在20 V/μm场强下的电流密度达到169 μA/cm~2.发光测试表明,发光点密度较大且均匀分布,发光稳定,亮度较高.用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的成份及形貌进行了分析,结合其场发射测试结果,解释了样品性能的差异和变化.     

电泳淀积三极管结构的碳纳米管场发射显示阴极

本研究探索了一种电泳选域组装碳纳米管发射器到正栅极结构的衬底中作为三极管结构的场发射显示阴极的工艺.在这个工艺中,悬浊液中的碳纳米管在施加于栅极电极和阴极电极的电压的作用下移向并淀积到三极管结构的衬底中.同时,这个栅极电极的正电压能够排斥悬浊的碳纳米管,使栅极电极不吸附碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管选域组装到栅极孔洞中去,并且每一个孔洞中碳纳米管具有相同的组装密度.该工艺成本低、可实现大面积阴极的制备,是一种在制备三极管型碳纳米管场发射显示阴极中可供选择的工艺.     

电泳法制备场发射阴极的性能优化研究

电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管配置电泳液,由于制备方法和碳管本身的特性,管子在电泳溶液中呈现不同的分散性。碳管管径较粗时由于表面自由能相对小,所以碳管在溶液中不易形成团聚物,电泳沉积的阴极会均匀平整;管径小的碳管则由于容易团聚,需要加入表面活性剂来改善其在电泳溶液中的分散性。场发射特性和发光显示图实验结果发现,即使得到相同均匀平整的阴极,但是由于碳管本身的发射能力的差异性最终导致电泳沉积得到的阴极的场发射特性的不同。另外,电泳的实验条件也会对沉积的阴极的场发射性能和形貌产生影响。在不同电泳直流电压条件下,碳管薄膜的密度分布和厚度不同,呈现出不同的场发射能力,结果表明当电压值在25V时可以得到性能最佳的场发射阴极。     

非晶碳和碳纳米管混合薄膜的场发射性能

利用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上直接合成非晶碳和碳纳米管混合薄膜.采用氢气和甲烷作为反应气体,流量分别为100和16sccm.沉积室内的压强为5.0kPa.利用场发射扫描电镜(SEM)和喇曼谱(Raman)对制备的薄膜的结构和形貌进行了分析.场发射实验在5×10-5Pa的真空下进行.实验结果表明:制备的非晶碳和碳纳米管混合薄膜开启电场较低,仅有0.9V/μm;在电场为3.7V/p.m时电流密度达到4.0mA/cm2,发射点密集,分布均匀.表明此种材料是一种优良的场发射冷阴极材料.     

非晶碳和碳纳米管混合薄膜的场发射性能

利用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上直接合成非晶碳和碳纳米管混合薄膜.采用氢气和甲烷作为反应气体,流量分别为100和16sccm.沉积室内的压强为5.0kPa.利用场发射扫描电镜(SEM)和喇曼谱(Raman)对制备的薄膜的结构和形貌进行了分析.场发射实验在5×10-5Pa的真空下进行.实验结果表明:制备的非晶碳和碳纳米管混合薄膜开启电场较低,仅有0.9V/μm;在电场为3.7V/p.m时电流密度达到4.0mA/cm2,发射点密集,分布均匀.表明此种材料是一种优良的场发射冷阴极材料.     

CNTs/Fe3O4复合电泳提高CNTs阴极场发射性能

A simple CNT/Fe₃O₄ composite electrophoretic deposition method to improve the field emission cathode properties of carbon nanotubes (CNTs) is proposed. It is found that CNT/Fe₃O₄ composite electrophoretic deposition leads to better field emission performance than that of single CNT electrophoretic deposition. The result is investigated using SEM, J-E and FE. After the process, the turn-on electric field decreases from 0.882 to 0.500 V/μm at an emission current density of 0.1 mA/cm², and the latter increases from 0.003 to 1.137 mA/cm² at an electric field of 0.64 V/μm. CNT/Fe₃O₄ composite electrophoretic deposition is an easy and effective cathode preparation for field emission display applications.     

电泳阳极对电泳法制备CNT场发射阴极的影响

研究了四种材料作为电泳阳极板对电泳沉积(Electrophoretic deposition,EPD)制备碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)场发射阴极的影响。实验表明电泳阳极板导电性、电阻均匀性对电场分布具有重大影响。采用SEM和EDS分析仪对CNT阴极微表面进行形貌和成分分析,并且对比测试了相应CNT阴极的场发射性能。结果表明高纯石墨板相对具有良好的导电性和化学稳定性,是作为电泳阳极板材料的理想选择。     

Improvement of the field emission properties of carbon nanotubes by CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition

A simple CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition method to improve the field emission cathode properties of carbon nanotubes(CNTs) is proposed.It is found that CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition leads to better field emission performance than that of single CNT electrophoretic deposition.The result is investigated using SEM,J-E and FE.After the process,the turn-on electric field decreases from 0.882 to 0.500 V/μm at an emission current density of 0.1 mA/cm~2,and the latter increase...     

图案化定向碳纳米管阵列的场发射性能研究

考虑到碳纳米管的几何形貌会在一定程度上影响其场发射性能,如驱动电场,发射电流强度等,因此本文设计了三种不同的几何图案,并采用热气相化学沉积（TCVD）法制备出了相应几何结构的定向碳纳米管阵列;通过模拟计算和场发射测试实验,我们对以上三种结构的场发射性能进行比较,发现具有规则六边形蜂窝形状的碳纳米管阵列具有最强的边缘效应,最小的屏蔽效应,以及相同电场下最大的发射电流。     

分散定向碳纳米管阵列的制备及场发射性能

利用脉冲电化学沉积技术,以NiSO4·6H2O为电镀液在镀Cr硅基片上沉积低密度、直径在150nm左右的Ni催化剂颗粒,在此基础上,采用乙炔、氨气作为气源,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备分散定向的碳纳米管阵列。研究了等离子体预处理技术对纳米管制备的影响以及该阵列的场发射性能,证明低密度的碳纳米管阵列阴极能有效地降低场屏蔽效应,进而提高场发射性能,其场发射的开启电场强度约为2.39V/μm。     

Pulsed laser deposition and physical properties of carbon nitride thin films

Carbon nitride thin films were grown using an approach that combines pulsed laser deposition and atomic beam techniques. The composition and phases of the carbon nitride materials obtained from the reaction of laser ablated carbon and atomic nitrogen have been systematically investigated. The nitrogen composition was found to increase to a limiting value of 50% as the fluence was decreased for laser ablation at both 532 and 248 nm. Analysis of these experiments show that the growth rate determines the overall nitrogen composition, and thus suggests that a key step in the growth mechanism involves a surface reaction between carbon and nitrogen. Infrared spectroscopy has also been used to assess the phases present in the carbon nitride thin films. This spectroscopic measurement indicates that a cyanogen-like impurity occurs in films with nitrogen compositions greater than 30%. Investigations of the effects of thermal annealing have been carried out, and show that the impurity phase can be eliminated to yield a single phase material. In addition, systematic measurements of the electrical resistivity and thermal conductivity of the carbon nitride films were made as a function of nitrogen content. The implications of these results are discussed.     

碳纳米管场致发射阴极浆料的研制

通过筛选阴极浆料中的载体、不同种类的粘结剂和添加剂,开发出具有优良场致发射性能的大面积、低成本丝网印刷复合阴极浆料并烧结制成阴极。结果表明:在电场强度为3.2V/μm下其电流密度约为42×10–3A/cm2,场发射均匀性很好,二极管型发光板发光亮度为625cd/m2。该阴极适用于制作大面积的CNT-FED阴极和液晶显示器的背光源。     

Enhanced field emission and hysteresis characteristics of aligned carbon nanotubes with Ti decoration

The field emission behavior of aligned carbon nanotubes (CNTs) is remarkably improved by decorating their surfaces with Ti nanoparticles through a sputtering process. The CNT/Ti(4 nm) sample shows a low turn-on field of 0.63 V/μm at 10 μA/cm², low threshold field of 1.06 V/μm at 1 mA/cm², and maximum field emission current density of 23 mA/cm² at 1.80 V/μm. The enhanced field emission properties of the CNT/Ti samples are attributed to the added defect sites and Ti nanoparticles, which increase the field enhancement factor and density of emission sites. Stability measurements indicate that the Ti coating, which acts as a protective layer, also strengthens the field emission stability of the CNT arrays. Moreover, the extent of hysteresis in the current–voltage sweep highly depends on the voltage-sweep speed.     

退火温度对AZO薄膜场发射性能的影响

以纯度为99.95%、Al₂O₃为2wt.%的 ZnO-Al₂O₃金属氧化物为溅射靶材,采用射频(RF)磁控溅射的方法,在玻璃衬 底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究其场发射特性和导电性能,并分析了不同的退火温度 对AZO薄膜的形貌、导 电及场发射性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)对AZO薄膜表面 形貌与结晶特性 进行测试的结果表明,随着退火温度的升高,AZO薄膜的表面粗糙度随之增大,AZO薄膜的结 晶度变好;场发射 性能研究的结果表明,AZO薄膜的开启电场随着退火温度增加呈先减小后增大的趋势,当 退火温度为300℃时, AZO薄膜样品粗糙度最大,场发射性能最好,开启场强为2.8V/μm, 发光均匀性较好,亮度达到650cd/m²,导电 性能最好,电阻率为5.42×10－4 Ω·cm。