定向碳纳米管的制备及其场发射性能研究

定向碳纳米管的制备方法是碳纳米管场发射显示器技术领域一项十分关键的技术.简要介绍了定向碳纳米管的制备方法、结构检测技术,并综合评述了影响定向碳纳米管场发射性能的因素.     

碳纳米管的薄膜场发射

薄膜场发射特性是碳纳米管(CNT)研究的重要课题之一，它直接关系到CNT场发射阴极在将来的实际应用。本就CNT的场发射做一综合评述，主要涉及性能指标、结构模型、图形化方法和工艺等。     

碳纳米管场发射薄膜的研究现状

碳纳米管独特的物理性质、化学稳定性和高机械强度,使其成为电子发射领域最有潜力的场发射阴极材料.分析了目前国内外场发射碳纳米管薄膜的制备技术和应用中存在的问题,并讨论了解决方案.     

碳纳米管薄膜的制备及其场发射研究

为了克服用Fe（NO3）3、Mg（NO3）2体系催化剂自由生长出的碳纳米管缠绕程度较严重,分布不均匀的缺点,采用丝网印刷催化剂的方法将其印刷在石英、硅和钛三种不同的基底上,结果表明,在石英基底上,用CVD法制备的碳纳米管分布较均匀,有效地克服了团聚现象,并用其作为场发射的阴极进行场发射实验,实验表明,该阴极开启场为2．2V／μm,在电场强度为3．0V／μm下,阳极电流为46．6uA,场发射电流稳定,波动小于5％。该阴极可望应用于场致发射显示器、液晶显示的背光源、照明光源等器件。     

碳纳米管薄膜的低温制备及其场发射性能的研究

利用电镀方法在覆盖有金属Ti的玻璃衬底上制备了Ni催化剂,采用微波等离子体化学气相沉积技术,以CH4和H2为反应气体,在450℃的低温下制备了CNTs薄膜.利用扫描电子显微镜和Raman光谱对其表面形貌和结构进行了分析,在真空度小于2×10-4 Pa的环境中测试了CNTs薄膜的场致电子发射特性,开启电场2.7 V/μm.研究表明微波等离子体化学气相沉积技术低温制备CNTs薄膜是可行的,且该薄膜具有良好的场发射性能.     

定向碳纳米管薄膜的制备研究

采用化学气相沉积法制备了定向碳纳米管薄膜,研究了向反应室载入水、氨水对定向碳纳米管薄膜的影响,并用SEM、TEM、XRD对碳纳米管进行了表征。结果表明：向反应室载入水的量增大,定向碳纳米管的长度先增加后减小。载入水的氩气流量为400ml／min,定向碳纳米管的长度1750μm;向反应室载入氨水,得到疏密相间排列的定向碳纳米管薄膜,氨水量增加,定向碳纳米管薄膜的厚度减小。     

碳纳米管的制备及其场发射应用研究

由于碳纳米管（CNTs）具有独特的结构和性能，因而自被发现以来一直受到人们的关注。本文介绍了其制作方法；列举了其场发射性能的主要指标；阐述了影响其场发射性能的因素，比如结构、定向性、阵列密度和环境气氛；并介绍了其在平板显示方面的应用。     

碳纳米管薄膜的制备及场发射特性研究

在镀铝硅片上电沉积Ni催化剂,采用催化热解法制备了多壁碳纳米管薄膜,反应气体为乙炔、氢气和氮气。实验表明在电沉积液中加入正硅酸己酯作催化剂载体并进行退火后处理能有效减小碳纳米管管径．分析表明该纳米管直径在50～70nm间。测试了其场发射特性,其开启场强为8V／μm。最大发射电流密度为2mA／cm^2,已基本满足场发射平面显示器对发射电流密度的要求。     

碳纳米管复合材料场发射性能研究现状

碳纳米管具有管径小、长径比高的结构以及物理化学性能稳定等优良特性,被认为是真空冷阴极场发射电子源和场发射平板显示理想的阴极材料。加之碳纳米管兼具有机械强度高、韧性好等出众的力学性能,使其成为复合材料的理想添加相,将其与其他材料复合,可以制备出具有更加出众性能的复合材料。近年来有关碳纳米管及其复合材料场发射研究已成为一个备受关注的热点。概述了阴极场发射理论以及与碳纳米管场发射相关的几种场发射物理机制,介绍了碳纳米管复合场发射阴极的研究现状及制备方法,最后对碳纳米管复合阴极场发射的发展前景进行了展望。     

碳纳米管的薄膜场发射

薄膜场发射特性是碳纳米管 (CNT)研究的重要课题之一 ,它直接关系到CNT场发射阴极在将来的实际应用。本文就CNT的场发射做一综合评述 ,主要涉及性能指标、结构模型、图形化方法和工艺等     

电介质TiO2粉体增强印刷碳纳米管薄膜的场发射性能

提出了一种可显著改善丝网印刷碳纳米管（CNTs）薄膜场发射特性的浆料制备方法。该方法以乙基纤维素为制浆剂,松油醇为溶剂,通过超声波把CNTs和TiO2粉体均匀地分散成CNTs/TiO2复合浆料,扫描电镜表明,丝网印刷的CNTs/TiO2薄膜在高温下烧结后形成连续的膜体,CNTs被球状的TiO2颗粒均匀隔离;场发射特性测试表明,与单纯的CNTs薄膜相比,CNTs/TiO2薄膜的开启电场降低了0.2V/μm,在电场强度为4.0V/μm时电流密度增加了26.5μA/cm2,结果说明,该方法对于提高CNTs的场发射特性有明显的作用,在CNTs发射显示器的制作中有很好的实际应用价值。     

碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

旋涂法制备碳纳米管阴极及其场发射性能的测试

采用Y2O3和Ni 作催化剂,在H2和He混合气体气氛下通过弧光放电法得到高纯度的单壁碳纳米管.在用热氧化提纯法对高纯度碳纳米管产物进行进一步提纯后,用这种碳纳米管粉末与酒精配制成悬浮液,通过旋涂、干燥、退火等工艺得到碳纳米管阴极薄膜.I-V测试表明用该法得到的碳纳米管薄膜具有良好的电子场致发射性能.     

高场发射性能碳纳米管薄膜的沉积与表征

利用电泳法将碳纳米管（CNTs）沉积在表面镀覆了50～150 nm Ti薄膜的Si基底表面,900℃真空退火后形成了具有良好场发射性能的Ti-CNTs薄膜阴极.利用X射线衍射和扫描电子显微镜对制备的Ti-CNTs薄膜进行了表征.结果表明,高温退火过程中,CNTs的C原子和基底表面的Ti原子发生化学反应,在CNTs与基底之间形成了导电性钛碳化物,明显改善了CNTs与基底之间的电导性和附着力等界面接触性能;与Si基底表面直接电泳沉积的CNTs薄膜相比,制备的Ti-CNTs薄膜的开启电场从1.31 V/μm降低到1.19 V/μm;当电场强度为2.50 V/μm时,Ti-CNTs薄膜的场发射电流密度可达13.91 mA/cm^2;制备的Ti-CNTs薄膜显示出改善的发射稳定性.     

碳纳米管场发射阴极阵列制备研究与进展

碳纳米管具有良好的电子发射特性,成为理想的场致发射阴极材料,碳纳米管阵列制备研究是碳纳米管平板显示应用的前提。介绍了碳纳米管阴极阵列制备技术如丝网印制法、CVD原位生长法、光刻法和自组织法等研究与进展,并从薄膜残留去除、CNTs膜微结构改变及sp3缺陷增加等方面概述了目前CNTs场发射性能优化的进展,指出了目前存在的问题并作了简单分析。