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.     

四针状氧化锌/碳纳米管复合阴极的制备及其场发射性能研究

采用丝网印刷技术制备四针状氧化锌(tetrapod-liked zinc oxide nanoneedles, T-ZnO)场发射阴极, 通过向T-ZnO阴极表面电泳沉积碳纳米管(carbon nanotube, CNT)薄膜制备了T-ZnO/CNT复合阴极。扫描电子显微镜观察表明: 与T-ZnO阴极相比, T-ZnO/CNT复合阴极与衬底电极之间具有较大的有效接触面积。采用二极场发射器件结构研究T-ZnO和T-ZnO/CNT的场发射特性, 实验表明: 相对于T-ZnO阴极, T-ZnO/CNT复合阴极发射电流密度大、开启场强与阈值场强低、发射点密度高, 且具有良好的工作稳定性。     

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。     

碳纳米管场发射器件新型阴极的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT-FFDs）中阴极的制备和表面处理一直是其中的关键环节而备受关注,本文通过光刻技术、丝网印刷技术、表面超声等流程制作带有平整电阻层的发射阴极,并对该阴极进行场发射测试,并通过扫描电镜（SEM）照片分析阴极表面,发现开启电场、发射均匀性及电流稳定性比以前未加处理的阴极有很大程度上的改善。此法适合于大面积的碳纳米管场发射显示的阴极制作。     

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。     

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。     

碳纳米管场发射阴极的厚膜工艺研究

研究了制备碳纳米管(CNT)场发射阴极的厚膜工艺,通过浆料配方和烧结工艺等方面的探索,在Si基底上制作了均匀、平整、场发射特性良好的CNT厚膜。CNT厚膜工艺研究表明,CNT浆料中银浆的最佳比例约为4.2％,最佳烧结温度为480℃(空气中),才能保证厚膜有较强的附着力,CNT又不至于全部氧化。银浆比例过大,则使高电压时场发射电流明显下降,通过对CNT厚膜的场发射特性测量得知,其开启电压为2．4V／μm,在5V／μm的电场下,场发射电流密度为27．8μA／cm^2,但发光显示情况不佳,通过使用含有机粘结剂的浆料,使显示发光情况得到了很大改善。     

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.     

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.     

纳米碳管场致发射冷阴极的研究

以热化学气相沉积法较容易地制备得到场发射冷阴极。在导电性较好的金膜上蒸镀镍点,以此作为热化学气相沉积反应的基底,首先高纯氢气被通入石英管中作为保护性气体,同时起到还原催化剂的作用;然后通人乙炔气体,在700℃下在镍催化剂颗粒上乙炔发生裂解反应,实现纳米碳管的生长,并进行了场致发射特性实验研究,发射电流密度可达1．29A／cm^2,获得较大发射电流密度。     

Stepwise Hollow Prussian Blue Nanoframes/Carbon Nanotubes Composite Film as Ultrahigh Rate Sodium Ion Cathode

Prussian blue and its analogues (PBAs) have been proposed as promising cathode materials for sodium‐ion batteries (SIBs) due to high theoretical capacity and low cost, but they often suffer from poor electronic conductivity and structural instability. Herein, a stepwise hollow cubic framework structure is first designed and a hybridized hierarchical film synthesized from single‐crystal PBA nanoframes/carbon nanotubes (CNTs) composite is demonstrated as a binder‐free ultrahigh rate sodium ion cathode. This hierarchical configuration offers improved tolerance for lattice expansion, reduced sodium ion diffusion path, enhanced electronic conductivity, and optimized redox reactions, thereby achieving the excellent rate capability, high specific capacity, and long cycle life. As expected, the developed FeHCFe nanoframes/CNTs electrode film exhibits a super high rate capacity of 149.2 mAh g^?1 at 0.1C and 35.0 mAh g^?1 at 100C. Moreover, it displays an excellent cycling stability with about 92% capacity retention at 5C after 500 cycles. This work will pave a new way to engineer advanced electrode materials for ultrahigh rate SIBs.     

基于半导体工艺制备碳纳米管阴极图形阵列

提出一种成本低、简单易行的碳纳米管图形阵列制备技术。首先在硅基底上采用热解工艺生长碳纳米管(CNT)阴极,再用光刻腐蚀法制备阴极图形阵列。研究了掩模精度及腐蚀液的浓度对图形阵列的影响,对所得到的图形样品进行XPS分析表明,图形腐蚀彻底、图形边沿轮廓清晰;以二极管结构FED测试场发射性能知:该阴极开启场1.5V/μm;在电场强度为2.0V/μm下,电流密度为58mA/mm2,发光亮度高达450cd/m2。     

碳纳米管冷阴极材料制备及其场发射性能研究

在场发射显示器技术领域,碳纳米管被认为是目前最有前途的场发射冷阴极材料之一。碳纳米管具有低的场发射阈值电场,高的发射电流密度使它们比传统的热阴极材料以及其他的场发射冷阴极材料更适于实际的技术应用。介绍了碳纳米管的制备方法和场发射原理,并对碳纳米管的场发射性能研究进行了综合的评述。     

提高碳纳米管阴极膜场发射特性的研究

通过研究多步印刷制备的多层碳纳米管(CNTs)厚膜的场发射性能,发现开启电场随印刷次数增加而增加,二次印刷膜具有最好的场发射特性。微观特性研究表明,两步印刷制作的CNTs膜在热处理后界面间形成了良好的匹配结构,且底层膜与基底接触面积增加,从而增加了膜层导电性和形成欧姆接触的几率,并且提高了平均场增强因子。四种不同成分的CNTs膜一致显示两步印刷显著提高了CNTs阴极膜的场发射电流及发光均匀性。     

生长在钨丝上的碳纳米管发射显示阴极

通过化学气象沉积的方法用甲烷作为碳源在金属钨作为衬生长的碳纳米管,我们能发现碳纳米管与催化溶液(Fe(NO3)3·9H2O)在 2.5 摩尔的浓度.在金属钨做衬底的碳纳米管的场发射电流可以达到 100 微安时场发射增强因子大约为5008.通过用一个简单的玻璃真空管结构作为真空腔,我们可以证明场发射发光管和研究这个发光器件的特性.这个发现为制作一种新型的无汞的持久的发光器件成为可能而且有很高的发光性能.