衬底电极对丝网印刷CNT阴极场发射性能的影响

通过丝网印刷技术,将碳纳米管(carbon nanotube,CNT)浆料直接转移到CrCuCr薄膜衬底电极、掺Sn的In_2O_3(indium tin oxides,ITO)透明导电薄膜衬底电极和Ag浆导电厚膜衬底电极上,高温烧结后得到CNT阴极,并对CNT阴极进行表面形貌和场发射性能的研究.结果表明,不同衬底电极对CNT阴极场发射性能的影响不一样,CrCuCr薄膜衬底电极CNT阴极、ITO透明导电薄膜衬底电极CNT阴极及Ag浆厚膜导电衬底电极CNT阴极场发射的开启电场分别为0.99、2.05和2.46V/μm;当电场为3.0V/μm时,它们的亮度分别为2472、1889、587cd/m~2.CrCuCr薄膜衬底电极CNT阴极的场发射性能最优,ITO透明导电薄膜衬底电极CNT阴极次之,Ag浆厚膜导电衬底电极CNT阴极最差,并根据金属-半导体理论模型分析了原因.     

有机溶剂高压气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,提出有机溶剂高压气流法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性.利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜表征有机溶剂高压法处理前后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,有机溶剂高压法处理后CNT阴极表面整洁无包覆,开启电场下降,场发射电流密度大幅度提升,发射点密度明显增大,均匀性提高,处理前后场增强因子比值为1:2.8.     

电泳淀积图形化碳纳米管场发射阴极及其场发射特性研究

基于电泳和半导体工艺,制备了图形化的碳纳米管场发射阴极。用较高的电场激活碳纳米管薄膜,使得碳纳米管的场发射特性有了很大的改善,讨论了这一激活过程的物理机制。研究表明,这一激活过程可能的物理机制一方面是由于碳纳米管薄膜表面形貌发生了变化,增大了碳纳米管的场增强因子;另一方面是由于碳纳米管表面吸附的气体脱附,降低了碳纳米管的表面功函数。电场激活处理后,碳纳米管薄膜的开启电场为2.1 V/μm,应用电场为6 V/μm时,电流密度达到1.19mA/cm2。该图形化的碳纳米管场发射阴极可以应用到高分辨率场发射显示器。     

模拟研究常闭和常开工作模式下的平面栅极型碳纳米管场发射电子源

采用数值模拟的方法对比性地研究了常闭和常开工作模式下平面栅极型碳纳米管场发射电子源.静电场的数值计算结果显示:常闭工作模式下该电子源中阴极电极的表面电场分布不均匀,边缘处的高电场易导致其上的碳纳米管烧毁,从而引起场发射电流衰减.为了解决此问题,提出将常开工作模式用于该电子源,并证实常开工作模式能够用于该电子源,并有利于解决电流衰减问题.因此,相对于常闭工作模式,常开工作模式更适合平面栅极型碳纳米管场发射电子源.     

碳纳米管场发射阴极的制备及其场发射特性

采用电泳法将碳纳米管组装到电化学淀积的银台阵列上作为场发射阴极并研究了它的场发射特性.场发射特性测试结果表明:该阴极具有优异的场发射特性,开启电场为2.8V/μm,在应用电场为5.5V/μm时,发射电流密度达到1.7mA/cm2.具有优异的发射性能的原因可以归结到银台的边缘和银台类山状的表面增强了碳纳米管的场致电子发射.该阴极制备工艺简单、发射特性优异,且容易实现大面积制备,可以应用到大面积场发射显示器件中.     

碳纳米管/二氧化硅复合材料制备及场发射特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了碳纳米管/二氧化硅复合材料,并对复合材料的场发射特性进行了研究,结果表明:复合材料有很好的场发射特性,含有10%(质量分数)CNTs的复合材料开启场较低(0.98V/μm).研究了用稀HF溶液处理复合材料表面后场发射性能,发现场发射性能明显改善,开启场由0.98V/μm下降到0.73V/μm,发射电流为1mA/cm2时的电场由2.1V/μm下降到1.0V/μm.研究表明碳纳米管/二氧化硅复合材料非常适用于场发射平面显示器中的阴极.     

Ni基碳纳米管场发射阴极的性能研究

导电电极决定碳纳米管（CNT）阴极的接触方式和导电特性,影响阴极场发射特性和使用寿命.为改善膜层与基底的附着特性,磁控溅射制作亲碳性Ni电极.微观表征发现Ni基CNT阴极中生成了碳化镍相,这增加了CNT与电极间形成欧姆接触概率,降低甚至消除了从电极到CNT的电子传输势垒,能有效提高阴极导电性.场发射特性测试结果显示Ni...     

3D基底上碳纳米管场发射I-V特性建模与计算

利用有限元分析软件ANSYS分析了在平面上引入立体墙结构的阴极电场分布,给出了立体墙结构阴极表面的场强分布曲线,结合F-N方程计算了在立体结构上生长碳纳米管和平面型冷阴极上直接生长碳纳米管的电流密度,通过数值计算计算了总的场发射电流,结果表明,场发射电流随场强的变化非常大,立体墙结构型冷阴极场发射电流与平面型冷阴极发射电流相比,场发射能力得到极大的增强。     

电泳和电镀法增强碳纳米管场发射特性的研究

碳纳米管(CNT)和衬底的电学接触问题是获得高性能CNT电子器件的一个关键性的问题。本文采用电泳电镀方法制备CNT冷阴极,有效改善了CNT与衬底间接触电阻,增强了碳纳米管场发射性能。电泳电镀法制备的碳纳米管冷阴极场发射的开启电场(电流密度为10μA.cm-2时的电场)由2.95 V.μm-1降低到1.0V.μm-1,在电场为8V.μm-1时电流密度由0.224增加到0.8112mA.cm-2。在电流密度为800μA.cm-2时进行1h的场发射稳定性测试,结果表明,电泳电镀法所得CNT场发射电子源电流密度几乎不变,而且电流密度比较稳定;而只有电泳的方法获得的CNT场发射电子源电流密度波动较大,电流不稳定且呈较快的衰减趋势,1h后减少到原来的75%。采用电泳电镀方法制备CNT阴极,CNT的根部被纳米银颗粒覆盖和包裹,使CNT与衬底接触更加牢固而紧密,又由于银具有很好的导电性,从而大大减小了接触电阻,因此电泳电镀法能大大改善CNT与衬底的电学接触性能。     

碳纳米管／二氧化硅复合材料制备及场发射特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了碳纳米管／二氧化硅复合材料，并对复合材料的场发射特性进行了研究，结果表明：复合材料有很好的场发射特性，含有10％（质量分数）CNTs的复合材料开启场较低（0．98V／μm）。研究了用稀HF溶液处理复合材料表面后场发射性能，发现场发射性能明显改善，开启场由0．98V／μm下降到0．73V／μm，发射电流为1mA／cm^2时的电场由2．1V／μm下降到1．0V／ μm。研究表明碳纳米管／二氧化硅复合材料非常适用于场发射平面显示器中的阴极。