用玻璃粉作粘结剂制备碳纳米管厚膜及其场发射特性

研究了用涂敷法制备的碳纳米管（CNT）厚膜及其场发射特性,裂解法获得的碳纳米管与玻璃粉等混合、研磨,直接涂敷在Si基底上,经烧结后制成碳纳米管厚膜,二极结构测量的结果表明,碳纳米管厚膜有较低的开启电场（1.0～1.25V/μm）,场强为5V/μm时,电流密度达到了50μA/cm^2.该工艺的烧结过程应控制好,加热时间稍长会使CNT厚膜的场发射性能很快下降,时间过长会使CNT处在厚膜表面之下,无法有效发射电子.浆料中的玻璃粉比例增大时,碳纳米管阴极的场发射性能会有所降低.     

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.     

硅基碳纳米管厚膜的制备及其场发射研究

该文研究了用涂敷法制备碳纳米管(CNT)厚膜的制备和场发射特性,裂解法获得的碳纳米管与玻璃粉等混合、研磨,直接涂敷在Si基底上,二极管结构测量的结果表明,碳纳米管厚膜有较低的开启电场(1.0～1.5v/μm),场强为5V/μm时,电流密度达到了50μA/cm~2。该工艺的烧结过程应控制好,加热时间稍长,会使CNT厚膜的场发射性能很快下降,时间过长会使CNT处在厚膜表面之下,无法有效发射电子。浆料中的玻璃粉比例增大时,碳纳米管阴极的场发射性能会有所降低。     

碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

电泳法制备纳米金刚石场发射阴极

用电泳法制备了纳米金刚石场发射阴极，研究了不同热处理环境对场发射性能的影响．在气氛炉中热处理的样品其阈值场强为8．0V/μm，场发射电流密度在17．7V/μm场强下可达到1361aA/cm^2；而在真空环境中热处理样品的场发射特性与之相比有明显提高，其阈值场强为3．83V/Hm，场发射电流密度在9．44V/μm场强下可达到2801aA/cm^2。用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品表面的结构、成份及形貌进行分析，表明真空环境下的热处理，更有利于样品的电子发射．     

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。     

类金刚石薄膜作为阴极阵列的场发射显示器研制

采用真空磁过滤弧沉积（FAD）的方法制备的金刚石（DLC）薄膜具有良好的场发射性能。通过离子束技术和微细加工技术可以实现DLC薄膜的图形化并能大大提高薄膜的场发射性能。测试表明，DLC薄膜孔洞阵列具有很好的电子场发射性能，阈值电场达到了2.1V/μm，当场强为14.3V/μm时，电流密度达到了1.23mA/cm^2。利用图形化的DLC薄膜作为阴极，设计和制作了矩阵选址单色场发射显示器（FED）样管。     

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.     

一种植入玻璃表面的碳纳米管电极及其场发射性能研究

实现了一种通过水玻璃粘结剂将碳纳米管植入玻璃基底表面并呈现均匀"植布"效果的场发射电极。通过低温工艺固化碳纳米管形态,并保证高选择比的湿法刻蚀工艺,实现碳纳米管端部刻蚀露出作为场发射源,而根部植入水玻璃粘结介质中的分散植布效果。通过高温强化工艺,在碳纳米管与粘结剂结合界面形成1层稳定的-Si-O-薄膜,增加碳纳米管与阴极薄膜的结合力,提高其场发射性能。高温强化后电极开启电压由1.52V/μm降至0.74V/μm明显降低。同时,在外加场强2.3V/μm时,可以得到大于233μA的稳定场发射电流持续发射40h。     

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。     

片上电子源的研究现状(二)

本文主要回顾总结近数十年来片上电子源的研究工作及最新进展,包括场发射片上电子源、内场发射片上电子源以及新型热发射微型片上电子源。本文从这些片上电子源的基本原理、加工制备以及工作性能(包括工作电压、工作真空、发射电流、发射电流密度和发射效率)等方面进行比较,分析各种片上电子源的优劣点,为片上电子源的发展现状做一个简单的总结。     

场致发射阴极材料的研究与进展

场致发射显示器是一种新型的具有竞争力的平板显示器,场致发射阴极是场致发射显示器的重要组成部分.介绍了各种场致发射阴极材料及其特性,分析了场致发射机理及各种场致发射阴极材料最新进展,并简单讨论了场致发射材料国内外开发应用研究现状及差距.     

定向碳纳米管的制备及其场发射性能研究

定向碳纳米管的制备方法是碳纳米管场发射显示器技术领域一项十分关键的技术.简要介绍了定向碳纳米管的制备方法、结构检测技术,并综合评述了影响定向碳纳米管场发射性能的因素.     

MgO纳米线的制备及其电子发射性能的研究

采用碳热还原-氧化法成功制备大小均匀的MgO纳米线,采用场致发射电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)表征其形貌及晶体结构。采用丝网印刷将MgO纳米线转移到阴极电极,并将阴极电极与印刷有荧光粉的阳极电极组装成二级场致发射器件。场致电子发射测试表明MgO纳米线具有较好的电子发射特性:其阈值电场强度仅为3.82V/μm(1mA/cm2),最高电流密度达到2.68mA/cm2(4.01V/μm),发光亮度为1152cd/m2,4h内没有明显的衰减。MgO有望作为冷阴极材料在场致发射器件上得到应用。     

Ultrafast Field‐Emission Electron Sources Based on Nanomaterials

The search for electron sources with simultaneous optimal spatial and temporal resolution has become an area of intense activity for a wide variety of applications in the emerging fields of lightwave electronics and attosecond science. Most recently, increasing efforts are focused on the investigation of ultrafast field‐emission phenomena of nanomaterials, which not only are fascinating from a fundamental scientific point of view, but also are of interest for a range of potential applications. Here, the current state‐of‐the‐art in ultrafast field‐emission, particularly sub‐optical‐cycle field emission, based on various nanostructures (e.g., metallic nanotips, carbon nanotubes) is reviewed. A number of promising nanomaterials and possible future research directions are also established.     

氮化碳在场发射冷阴极材料中的研究进展EI北大核心CSCD

氮化碳具有优良的热稳定性、高热导率、较大的禁带宽度和负的电子亲和势等优点,是一种极具潜力的场发射阴极材料。本文在介绍氮化碳的结构、性能以及作为场发射材料的研究现状的基础上,着重评述了氮化碳薄膜和粉体的制备方法;从优化结构中的sp^(2)簇的数量及尺寸、调控表面形貌、元素掺杂,以及通过与其他场发射材料复合或表面修饰形成多级发射结构等方面,阐述了优化氮化碳场发射性能的方法。最后总结了氮化碳薄膜和粉体分别作为场发射阴极材料仍然存在的问题,并以此指出将来开展相关研究的重点在于继续优化其场发射性能,以及探索其内部结构、缺陷等对场发射性能的影响。     

阴极弧斑放电的机理分析

介绍了阴极弧斑放电的基本特征。参考前人的研究模型和最新的实验结果,系统地分析了阴极弧斑放电的机理和过程：电子的爆裂发射模型;热场致发射理论;阴极电位降区满足的Ｍａｃｋｅｏｗｎ 公式;阴极弧斑在磁场中的运动机理。最后讨论了气压对弧斑运动的影响,解释了阳极弧斑放电特征。     

碳纳米管场发射电子源

从实验和理论上研究单根碳纳米管(CNT)场发射电子源的稳定问题.利用透射电镜/扫描探针显微镜(TEM/SPM)和场发射显微镜/场离子显微镜(FEM/FIM)对CNTs的场发射特性进行了实验研究.同时从密度泛函理论出发,利用相关程序模拟计算了吸附对单壁碳纳米管(SWNTs)场发射的影响.发现SWNTs荷电体系的总能量与荷电电荷数量关系具有抛物线形式,先减小,达到最小值,之后增加.通常荷4个电子时达到最小值,即体系处于最稳定状态.表明SWNTs有很大的电负性,是容易发生凝聚和吸附分子的根源.进而计算了对氢、氧和水的吸附特性,讨论了吸附对场发射的影响.这些结果对CNTs的场发射特性和作为新型电子源的应用都是有重要意义的.     

石墨烯纳米片及其场发射性能研究

两维石墨烯纳米材料是目前材料研究的热点之一,其中石墨烯纳米片的一个重要特征是有一条一维尖锐的刀口状边缘,电场增强系数大,是很好的电子场发射材料。本文介绍了石墨烯纳米片结构特点,综述了石墨烯纳米片的制备及电子发射性能,指出了目前研究存在的问题和研究方向。