基于PECVD的碳纳米管生长及其场致发射特性

采用等离子体增强化学气相沉积方法,以Ni作为催化剂实现碳纳米管阵列定区域单根分立生长.扫描电子显微镜分析结果表面,碳纳米管呈现笔直生长,生长速率大于500 nm/min,长度和直径比较均匀,且具有高度的定向性,排列整齐并垂直于基底.透射电子显微镜分析结果显示,生长的碳纳米管表现典型的多壁碳纳米管结构特征,并且晶格缺陷非常少.在高真空系统中对生长的碳纳米管阵列进行场致发射特性测试,结果表明生长的碳纳米管发射阵列具有很好的场致发射特性,最大电流密度大于1 A/cm^2.老炼试验显示生长的碳纳米管阵列场致发射特性具有良好的稳定性.紫外光子谱线法测试结果表明,生长的碳纳米管的功函数为4.96 eV,由此计算出碳纳米管阵列相对应的场增强因子大于1100.本文的研究结果提供了一种简单的可实现大面积和规模化的基于碳纳米管场致发射阴极的制备途径.     

氮流量对非晶碳膜场致电子发射的影响

用微波等离子体化学气相沉积设备、在陶瓷／金属钼薄膜衬底上沉积出了氮掺杂非晶碳膜,分别用扫描电子显微镜（SEM）,金相显微镜及Raman谱对样品进行了分析测试,并研究了不同掺杂样品的场致电子发射特性。结果表明：在我们的实验范围内,随着氮流量的增加,发射电流密度增大,阈值电压降低。     

沉积温度对碳膜结构及其场发射特性的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上,利用改变衬底温度方法沉积不同结构的碳膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对碳膜进行了分析测试,并研究了不同衬底温度下沉积的碳膜的场致电子发射特性。对于在衬底温度800℃时制备的碳膜,在电场3.3 V/μm时,最大场发射电流密度达1 mA/cm2。     

复合发光碳膜

分析研究复合碳膜的制备及场发射效果。在陶瓷衬底上磁控溅射一层金属钛,对金属钛层进行仔细研磨,放入微波等离子体化学气相沉积腔中,在镀钛陶瓷衬底上制备出碳膜。利用扫描电镜、x射线衍射、拉曼光谱分析复合碳膜的微观结构和微观表面形态,表明此碳膜是含有碳纳米管、非晶碳和球状微米金刚石颗粒的复合碳膜。用二极管型结构测试了复合碳膜的场致发射电子的性能。首次发光的电场为0.75V/μm,稳定发光2.56V/μm的电场下,复合碳膜阴极发射电流密度为7.25mA/cm2。并对其复合碳膜制备成因及发射机理进行了研究。     

非晶氮化硼薄膜的场致电子发射研究

利用脉冲激光沉积 (PLD)技术在镀钛的陶瓷衬底上制备出了非晶态氮化硼薄膜 ,借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM )及Raman光谱分析了该薄膜的结构 ,并研究了薄膜场致电子发射特性 ,阈值电场为4 6V μm ,当电场为 9V μm时 ,电流密度为 5 0 μA cm2 。     

非晶碳—聚酰亚胺复合薄膜的场致电子发射预击穿现象研究

利用脉冲激光沉积技术（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）首次制备出非晶碳－聚酰亚胺复合薄膜，用其做为冷阴极，观察到其场致电子发射的预击穿现象，预击穿后阈值场强为７Ｖ／μｍ，最大发射电流密度为１．２ｍＡ／ｃｍ＾２。利用透明导电薄膜阳技术可观察到电子在薄膜阴极表明的发射区域。用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了预击穿后发射区域的表面形貌的变化，并对复合薄膜的预击穿现象的场电子发射机理进行了探     

衬底对微米金刚石聚晶薄膜生长及场发射特性的影响

摘要：本文在陶瓷衬底上面利用磁控溅射的方法镀上一层厚金属钛,用不同方法对金属钛层进行表面处理,处理后的衬底放在微波等离子体化学气相沉积腔中,在相同的沉积条件下制备出不同微米金刚石薄膜。对不同的薄膜的微观表面形态、结构组成进行对比研究;对不同的薄膜用二极管型结构测试了它们的场致发射电子的性能,并对发射机理进行了深入的研究。最终分析出不同方法处理的衬底,对微米金刚石聚晶薄膜生长及场发射特性的影响的原因。     

脉冲激光沉积非晶碳-聚酰亚胺复合薄膜的场致电子发射研究

利用脉冲激光沉积技术制备出非晶碳-聚酰亚胺复合薄膜,并观察到其场发射阈值场强(4V/μm)比类金刚石薄膜(>12V/μm)有较大的降低,最大发射电流密度为1.2mA/cm~2.利用透明导电薄膜阳极技术可观察电子在薄膜阴极表面的发射位置.并对该复合薄膜的场电子发射机理进行了初步探讨.实验表明该复合薄膜有可能作为一种新型的场发射冷阴极材料.在平面显示器件中得到应用.     

金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究

研究了金刚石聚晶碳膜的生长过程,以及不同生长阶段碳膜的场发射性能。通过磁控溅射法在陶瓷上镀一层金属钛作为制备碳膜的衬底,将衬底放入微波等离子体化学气相沉积腔中,经过不同的沉积时间制备出一系列的碳膜。利用SEM、Raman光谱仪、X射线衍射仪等仪器,对碳膜进行了形貌与成分分析,最后利用二极结构场发射装置,测试了碳膜的场发射性能。着重讨论了金刚石聚晶碳膜生长过程中的变化,并且对金刚石聚晶碳膜的场发射机理进行了深入研究。     

两种金刚石碳膜的制备及其场发射特性研究

对相同的衬底进行不同的处理后,放入微薄等离子体腔中,在不同的条件下制备出纯平金刚石碳膜和球状金刚石聚晶颗粒碳膜,通过扫描电镜、拉曼光谱、Ｘ射线分析碳膜的形貌与结构,利用场发射二级结构研究两种金刚石碳膜的场发射性能,简单分析了不同碳膜的成因和场发射性能。     

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(CNT)场发射显示器的关键技术的研究

对碳纳米管阴极的制备以及场发射显示器的真空封装技术进行了研究.利用一种新的碳纳米管生长工艺制备出了具有优良场发射性能的碳纳米管阴极.并将这种直接生长的碳纳米管薄膜作为阴极,结合一种弹性封装工艺,开发了一种具有简单字符显示功能的场发射显示器.该显示器在较低的工作电压下就可获得高亮度的显示效果,并且器件的亮度与驱动电压成较好的线性关系,这将有利于未来的碳纳米管场发射显示器实现高亮度和多级灰度显示.器件的持续工作寿命测试已经超过5500小时,充分验证了碳纳米管作为场发射阴极的应用潜力.     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。     

碳纳米球薄膜的场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积法,在Si(100)衬底上制备了碳纳米球薄膜。利用拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜的结构以及表面形貌,表明碳纳米球薄膜是由约2～3μm长、100nm宽的无定形碳纳米片相互缠绕、交织成球状而构成的。在高真空系统中测量了碳纳米球薄膜的场发射特性,结果表明,碳纳米球薄膜具有良好的场发射特性,阈值电场为3.1V/μm,当电场增加到10V/μm时,薄膜的场发射电流密度可达到60.7mA/cm2。通过三区域电场模型合理地解释了碳纳米球薄膜在低电场、中间电场和高电场区域的场发射特性。     

微米金刚石聚晶薄膜场发射点的研究

采用微波等离子化学气相沉积方法,以甲烷和氢气为反应气体,在镀有金属钛的陶瓷衬底上,制备了微米金刚石聚晶薄膜.利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征.用二级结构的场发射仪和扫描隧道显微镜研究了薄膜的场发射性能,结果表明微米金刚石聚晶薄膜发射点主要来源于聚晶颗粒.进一步研究了单个聚晶颗粒表面不同区域的发射性能,发现多种因素对场发射的性能有影响.     

纳米絮状碳膜的制备及场发射特性

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)技术,以CH4和H2为源气体,硅片为衬底制备了碳膜。利用拉曼光谱仪和扫描电子显微镜成功研究了基板偏压、沉积时间、CH4浓度等工艺参数的改变对碳膜絮状结构的影响。通过分析碳膜结构和形貌,得出纳米絮状碳膜的最佳工艺参数。通过电流密度-电场(J-E)曲线和Fowler-Nordheim(F-N)曲线,研究了CH4浓度对纳米絮状碳膜的场发射特性的影响。随着CH4浓度的增加,碳膜的阈值电场逐渐降低,发射电流密度逐渐增加。     

石英管型MWPCVD法制备的纳米针状结构碳膜的场发射特性

利用石英管型微波等离子体化学气相沉积装置,在Si基板上制备了具有纳米针状结构的碳膜。场发射特性测试表明,纳米针状结构碳膜具有良好的场发射特性,阈值电场为2.2V/μm,外加电场为9V/μm时,电流密度达到65mA/cm2。利用统计效应修改了Fowler-Nordheim(F-N)模型,成功地解释了在低电场区域的场发射机理。但是利用修改的F-N模型,不能解释高电场区域的电流密度的饱和现象,这将有待于进一步研究。