不同结构的一维纳米ZnO的制备及其性能研究

采用热蒸发法在不同的条件下制备出了阵列状和铅笔状的-维纳米ZnO.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、场发射测试仪、光致发光谱对ZnO纳米材料的结晶质量、形貌及场发射性能进行了分析.阵列状氧化锌纳米结构c轴择优取向良好,铅笔状氧化锌纳米结构场发射性能良好.两种纳米结构的室温光致发光谱均显示出了强紫外发射峰和弱绿光发射峰.     

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。     

镍/碳纳米管复合薄膜的制备及其性能的研究

结合电泳沉积碳纳米管和电镀金属镍的方法,在导电基片上成功制备了镍/碳纳米管复合薄膜.观察了薄膜的形貌和成份,测试了所制备的镍/碳纳米管复合薄膜的表面电阻和场发射特性,并与传统的电泳方法制备的碳纳米管薄膜进行了比较.实验结果表明,镍/碳纳米管复合薄膜表面碳纳米管大范围排布有序、密度可控;与传统电泳方法制备得到的碳纳米管薄膜相比,镍-碳纳米管复合薄膜具有更小的表面电阻和更好的场发射性能.镍层在薄膜中起到了固定碳纳米管、改善碳纳米管与基底以及碳纳米管与碳纳米管之间电接触的作用;由于镍在薄膜中含量较少(小于10%),薄膜整体仍体现出碳纳米管的优异性能.     

热CVD法制备的碳纳米管线阵列的场发射特性

采用半导体光刻技术在硅衬底上获得图形化掩膜,然后用热化学气相淀积(T-CVD)的方法制备了图形化的碳纳米管线阵列,用扫描电镜和拉曼光谱仪对碳纳米管进行了表征.研究了图形化碳纳米管线阵列的场发射特性,并与无图形化处理的碳纳米管薄膜样品的场发射特性进行了比较.当发射电流密度达到10 μA/cm2时,无图形化处理的碳纳米管薄膜、10 μm碳纳米管线阵列以及2 μm碳纳米管线阵列样品的开启电场分别为3 V/μm、2.1 V/μm和1.7 V/μm;而当电场强度达3.67 V/μm时,相应的电流密度分别为2.57 mA/cm2、4.65 mA/cm2和7.87 mA/cm2. 实验结果表明,图形化处理后的碳纳米管作为场发射体,其场发射特性得到了明显的改善.对改善的原因进行了分析和讨论.     

SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维的制备和场发射性能研究

采用阵列碳纳米管作为模板制备出了SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维(以下称SiC纳米纤维),并对其晶体结构、形貌和精细结构使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)进行了表征.比较了SiC纳米纤维和碳纳米管模板的场发射性能,研究了SiC纳米纤维直径的变化对其绝对场增强因子的影响.结果表明:SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维具有特殊的"树状"结构,顶端及"树枝"中分布着大量的SiC纳米晶粒.SiC纳米晶粒以及特殊的分支结构增强了SiC纳米纤维的场发射性能,开启场强低至1.1 V/μm,仅为相同直径碳纳米管模板的1/2.随着SiC纳米纤维直径的减小,绝对场增强因子β0呈明显增大趋势.     

图形化氧化锌阵列的制备及其场发射性能研究

为了减小场发射的屏蔽效应,采用图形化技术对氧化锌(ZnO)纳米枝阵列进行调控,并研究图形化ZnO枝阵列的性能。首先采用光刻法在ITO导电玻璃上制备图形化ZnO种子层,再用电沉积法在图形化种子层上生长ZnO纳米枝阵列。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)研究所制备的图形化ZnO阵列形貌、结构等,并测试其场发射性能。研究结果表明,制备的图形化ZnO纳米枝是圆阵列,直径为330μm左右,纳米ZnO主干平均直径为400~500nm,发现主干上有一些精细的类似锥状的纳米量级微细枝结构,并且具有良好的场发射性能,开启场强为2.15V/μm,场增强因子为16 109。该图形化生长ZnO阵列阴极的方法是一种能较好改善材料场发射性能的方法,在场发射应用领域表现出较好的前景。     

基于SOI场效应管控制的背栅极碳纳米管场发射结构研究

针对目前碳纳米管场发射电子源存在的问题,以提高碳纳米管场发射阵列的大电流发射能力、电流均匀性和稳定性以及电流调制灵敏度为目标,基于绝缘硅(SOI)技术,提出并制备出一种独立场效应管控制的碳纳米管场发射阵列三极结构,并通过理论分析和实验验证等手段,发现其具有良好的栅极调制效果、优良的发射均匀性和稳定性。     

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。     

锌衬底上直接生长密度可调的氧化锌纳米棒阵列和场发射特性

在锌衬底上制备了取向生长、形貌各异、不同密度的氧化锌纳米棒阵列.研究发现,氧化锌纳米棒在温度低于70℃、适量的碱性溶液、大气压下能够在锌衬底上大规模制备,并且氧化锌纳米棒的直径,在锌衬底上的密度和形貌完全依赖于氢氧化钠和硝酸锌的浓度.场发射测试表明:氧化锌纳米棒阵列开启电场较低(电流密度达1μA/cm2时场强仅为3.8 V/μm),显示了氧化锌纳米棒阵列在场发射方面的潜在应用.     

半导体与微电子技术

0309468碳纳米管阵列密度对其场发射性能的影响[刊]/朱亚波//真空科学与技术学报.—2002,22(增刊).—26～29(L) 0309469纳米结构的制备及其应用[刊]/卢刚//微电子学.—2002.32(6).—416～418(D)     

酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列及其场发射性能研究

碳纳米管作为一种新型的光电材料有着广泛的应用,可用于平板显示器中的电子发射器件。定向碳纳米管阵列是碳纳米管的一种取向形态,具有其独特的性质。与缠绕无序的碳纳米管相比,定向碳纳米管更易分散、测量和应用。文章在低压条件下采用酞菁铁高温裂解法,在800～1000℃,以石英玻璃为基底,制备了大面积高度定向的碳纳米管。通过SEM和TEM对定向碳纳米管的结构进行分析。结果表明该法制备的碳纳米管长20μm,管径40～70nm,为竹节状结构的多壁碳纳米管。实验中发现系统真空度和生长温度都对定向碳纳米管生长有影响。通过对该碳纳米管进行场发射测试,结果表明此定向碳纳米管的开启电压仅为0.67V.μm-1(I=1μA),阈值电压为2.5V.μm-1,具有良好的场发射性能。     

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。     

三极碳纳米管场发射显示屏的制作研究

利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示屏是一种新型的平板器件。介绍了三极结构碳纳米管场致发射显示屏的工作原理,基本结构以及寻址方式。重点讨论了在制作器件方面所存在的真空封装问题,荧光粉制作问题以及绝缘隔离层问题。在提出一种新型结构栅极制作工艺的基础上,成功地制作了三极碳纳米管场发射显示屏器件。     

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。     

碳纳米管场致发射特性的研究进展

碳纳米管(CNT)具有优良的场致发射特性,是场致发射器件的理想阴极材料。本文介绍了几种碳纳米管阵列的制作方法以及研究碳纳米管场致发射特性的理论和实验进展。     

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.     

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.     

碳纳米管场发射显示器研究现状

碳纳米管被认为是目前最有前途的场发射显示材料之一。本文将概述碳纳米管显示器件常用的制造工艺，并介绍其发射性质研究和在显示器件应用方面近期的进展。