碳纳米管场发射微焦点高速X射线管

具有快速启动和高速拍照特性的微焦点X射线管具有广泛的应用需求。一种基于碳纳米管场致发射阴极阵列的微焦点X射线管研制成功。采用由微波等离子体化学气相沉积方法制备出的高度定向的、具有优异场致发射性能的碳纳米管微束阵列作为X射线管的冷阴极,以此设计出由六边型铜网为栅极的多级式高分辨率电子光学系统,使该X射线管可以实现高速脉冲拍照特性。当栅极电压为2.7kV时,总发射电流达到2mA,碳纳米管相应的发射电流密度达到2.5A/cm2,此时X射线的焦斑尺寸为39μm,从而可以实现高分辨率X射线成像。     

场发射技术在强流真空电子器件中的应用

阴极电子源是强流真空电子器件的核心部件,热阴极存在热辐射能耗大、开启时间偏长、高温下材料蒸发等缺陷。以碳纳米管(CNT)为代表的场发射技术在克服热阴极缺陷、提高器件性能上显示了卓越的潜力。本文回顾了基于CNT、场发射阵列等场发射阴极的强流器件(微波管、X射线管等)的发展现状,并对场发射技术存在的不足和可能的解决途径进行了讨论。     

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。     

DLC薄膜处理的碳纳米管冷阴极场发射特性

碳纳米管(CNT)作为场发射冷阴极材料被应用于真空微纳电子器件.如何获得低电场发射和稳定发射,是碳纳米管冷阴极在器件中应用需要解决的问题.选择类金刚石(DLC)薄膜,利用磁过滤真空弧等离子技术产生DLC薄膜,对碳纳米管表面进行镀膜处理.场发射实验表明,经DLC薄膜处理后的碳纳米管冷阴极的场发射开启电场强度由3.3 MV/m下降至1.9 MV/m,相应的阈值电场强度也从6.5 MV/m下降至5.3 MV/m,并且在场发射性能提高的同时场发射的均匀性没有受到影响.DLC膜处理可以作为一种改善碳纳米管冷阴极场发射特性的技术.     

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。     

诊断用50微米微焦点X射线管及其计算机辅助设计

观察诊断物体微小细节的几何放大之放射照相术,需要一个极小的X射线源。在X射线管中,这种X射线源必须使用一种非常窄的电子束。普通的X射线管有用作电子发射体的螺旋灯丝和静电聚焦极,所有这些部件均处于同一电位。这种X射线管电子束的聚焦比其它电子枪如行波管电子枪电子束的聚焦更困难。还未见过小于0.2毫米的聚焦电子束的X射线管。我们已研制出50微米微焦点的X射线管。它是借助于计算机辅助设计技术获得电子束轨迹的。在设计中考虑了空间电荷效应。作为电子发射体的螺旋灯丝的直径是0.56毫米,而聚焦电子束的宽度约50微米。     

可印制碳纳米管冷阴极中碳纳米管含量的优化

采用丝网印刷法制备了不同碳纳米管含量的冷阴极.研究了不同碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性与其微结构和电学特性的关系.实验发现,碳纳米管冷阴极的导电性和场发射特性受碳纳米管含量影响,具有适当的碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性最佳.     

碳纳米管场致发射结构的研究

碳纳米管以其特有的电学性质而成为一种优良的冷阴极材料。在场致发射器件中，真空度是决定发射稳定性的一个重要因素。如果碳纳米管阴极附近的真空度太低，将产生打火、气体电离、离子回轰阴极等问题，将导致阴极发射电流的迅速衰减。本文通过对基于碳纳米管冷阴极的二极管和三极管的场发射特性的实验，分挤了残余气体压强与外加电压、发射体工作时间的关系以及碳纳米管阵列的I-E曲线，利用这些结果可以优化碳纳米管场致发射结构的设计。     

用于太赫兹真空器件的大电流密度阴极

主要介绍了太赫兹器件对电子源的需求,并对国际上各类适用于太赫兹器件的电子源进行了分析和对比.作者认为正在研发的热阴极和冷阴极(场发射阵列阴极)是未来太赫兹器件电子源的两个选择.目前,热阴极技术和场发射冷阴极也正在因为器件需求的推动而进一步发展,并已经取得了较好的成果.文章最后就北京真空电子技术研究所近年来的热阴极技术进展和场发射冷阵列阴极技术发展进行了简明介绍;所取得的技术成果表明,热阴极和场发射阵列阴极都具有广泛的太赫兹器件应用前景.     

用碳纳米管场发射阴极产生连续和脉冲诊断成像X射线辐射

X射线辐射广泛用于医学和工业。在上世纪X射线管的基本结构没有重大变化。演示医用诊断X射线辐射能用碳纳米管(CNT）场发射阴极产生。该器件易于产生具有可编程波形和重复率的连续和脉冲X射线。从0．2cm^2面积的碳纳米管阴极上能获得28mA总发射电流。在14kVp和180mA条件下X射线     

填充材料与后处理对印刷型碳纳米管冷阴极的影响

采用丝网印刷法制备了由不同填充材料组成的碳纳米管冷阴极,并采用电场处理来改善其场致发射性能.采用扫描电子显微镜对处理前后样品的表面进行表征,结果表明了电场处理会使阴极中的碳纳米管暴露出来.通过优化填充材料并结合阴极的后处理,我们得到了低电压工作下的均匀发射,并实现了在二极结构场发射显示器中的可寻址显示.     

碳纳米管冷阴极Pierce电子枪

为发展场致发射冷阴极毫米波电真空辐射源器件, 对利用大面积碳纳米管冷阴极产生大电流、高电流密度电子注的电子光学系统进行了研究.通过在Pierce电子枪阴极表面引入栅网结构, 解决了碳纳米管冷阴极场致发射所需的强电场和电子聚束问题.在碳纳米管冷阴极实验测试数据的基础上, 采用粒子模拟软件对上述电子光学系统进行了仿真.研究了栅网对注电流、注腰半径和电子注散射的影响, 分析了阳极电压和外加轴向磁场对电子注的聚束作用.优化后的仿真结果表明在阴极发射面为3.03 cm2时, 该电子光学系统能够产生210 mA、60 kV, 电流密度为6.7 A/cm2, 最大注半径为1mm的电子注.     

热累积效应对碳纳米管场发射特性的影响

为进一步提高碳纳米管阴极的场发射能力,分析了不同条件下碳纳米管的场发射测试结果,研究了热累积效应对碳纳米管场发射性能的影响。实验结果表明,通过抑制场发射测试过程中阳极的热累积,可获得更大的发射电流和发射电流密度。该研究为进一步提高碳纳米管阴极场发射能力提供了参考。     

新型金刚石衬底场发射显示

《FlatPanelDisplayNews》1994年第2期载文报道了一种场发射显示技术有望在低成本下做成薄型大屏显示。实验数据表明：用薄膜工艺淀积的非晶金刚石（AD）冷阴极在低于20X10－’V／m电场下发射的电子相当于平板金属表面在1000X10－’V／m电场下发射的电子。新型金刚石场发射显示（DFED）结构设计不需要微尖和椰极，它由阴极玻璃板上的金刚石阴极带和阳极板上的涂有荧光物质的ITO带组成。其特点是象素尺寸很小以至用光刻工艺来制造印刷电路板。DFED二极管结构的一个主要缺点是开关电压必须较高，相当于三极管结构的驱动电压达上80V，…     

磁性材料、超导材料和器件

O4822005040051碳纳米管场发射特性的研究/张振华,彭景翠,张华,袁剑辉,黄小益(长沙理工大学物理与电子科学系)//物理学进展.―2004,24(3).―289～299.自1995年首次报道碳纳米管电子场发射实验研究以来,碳纳米管被认为是最具应用潜力的电子场发射极,特别是近几年碳纳米管合成技术的发展更促进了碳纳米管作为场发射电子源的研究.该文对碳纳米管作为场发射电子源的研究进行了系统的总结,简洁地介绍了碳纳米管电子场发射研究的方法、理论、主要发现及意义.图9表0参61O482.312005040052铜掺杂多孔硅的光致荧光猝灭/李媛媛,李清山,倪梦莹,王会新,…     

一种类石墨薄膜的场发射研究

利用 Kr F准分子激光器及聚酰亚胺靶在硅衬底上沉积出了类石墨薄膜。借助于 X射线光电子谱及 Raman光谱手段对薄膜微结构进行了分析。并用该薄膜作阴极 ,研究了其场发射特性。实验结果显示出该薄膜具有较好的场电子发射性能 ,发射点密度高达 1× 1 0 5 / cm2 以上。有可能作为一种新型的冷阴极电子源     

新型显示器件进展

介绍了有源（光发射）和无源（光反射）显示器件－气体－电子－荧光粉显示，冷阴极场致发射矩阵平板显示、电泳成像显示和电化学显示器件等的发展情况。     

氧化钨纳米线定域制备及其场发射特性研究

冷阴极在X射线源中有重要应用。本文结合微加工技术和磁控溅射镀膜技术,采用直接热氧化法实现了在玻璃衬底上大面积定域制备氧化钨(WO3)纳米线阵列。制备所得的WO3纳米线具有较大的长径比。场发射特性测试表明,该WO3纳米线冷阴极具有良好的场发射特性,开启电场为4.9V/μm,发射均匀性好,有望应用在平板X射线源中。     

碳纳米管膜场发射三极管的制备及特性研究

对多壁碳纳米管薄膜作为阴极的真空三极结构发光管器件进行了初步研制.研究了器件结构及场发射特性.研究证明碳纳米管薄膜是一种性能优良的冷阴极材料.采用CNTs薄膜为阴极的真空发光管器件可以在10-6～10-7 Pa的真空度下稳定工作,并在较低的阳极工作电压下获得较大的电流.在阳极电压为5.8 kV,栅压为750 V时,在3 cm2发射面积上,可获得1.1 mA的电流值.器件的发射电流较稳定,且亮度达到1.8X103 cd/m2,十分适用于户外大屏幕显示.     

场发射显示技术的发展状况

介绍了微尖阵列、碳纳米管、表面传导、弹道式电子发射、薄膜内场致发射以及类金剐石薄膜等几种场发射显示技术的发射特性，分析了场发射的工作机理。讨论了国内外场发射技术发展状况与它们在技术、材料、工艺等方面的瓶颈。展望了几种场发射显示器的市场产业化前景以及加快我国在场发射技术方面的研究步伐的建议。