场发射阵列阴极(FEA)在微波器件中的应用

分析了场发射阵列阴极的跨导、电容以及阵列阴极的发射电流密度、电子束直径、电流稳定性对微波器件性能的影响,并提出了相应的改善措施,有效地提高了微波器件的性能.最后,概述了金刚石薄膜及碳纳米管阵列阴极在微波器件中的应用情况,目前虽然还不成熟,却显得有极大的潜力.     

场发射阵列阴极在行波管中的应用

场发射阵列阴极应用于行波管的不足主要表现在：FEAs发射不稳定、阴极发射电流密度较低及电子束存在散焦的问题．分析了产生这些问题的主要原因。提出了相应的解决方案,主要包括：提高真空度,选择合适的发射体材料,增加电阻层等,以提高电子发射的稳定性;优化发射体结构参量,改善制作方法等,以增大阴极发射的电流密度;对电子枪结构进行修改,解决电子柬散焦等问题。最后,概述了新型材料——碳纳米管在行波管中的应用现状,目前虽然还不成熟,却表现出了极大的潜力：     

反向刻蚀法制备场发射阴极阵列

本文报道了硅各向异性腐蚀结合静电键合工艺制备出的大面积场发射阵列。阵列密度为１０￣６个／ｃｍ￣２，且具有良好的均匀性。该工艺简单、易于控制，是一种理想的制备场发射阵列的方法。     

场发射显示器阴极的制备方法及研究现状

目前用于场发射显示器的阴极主要有尖锥场发射阵列阴极、金刚石薄膜、类金刚石薄膜和碳纳米管场发射阴极等。本文论述了这几种场发射阴极常用的制作方法、研究现状及其以后的发展方向,并提出,用新型材料薄膜冷阴极代替传统的尖锥场发射阵列阴极,是实现FEDs大尺寸、低成本的重要途径。     

碳纳米管场发射阴极电泳法制备及场发射特性研究

采用电泳沉积法在玻璃基板上成功制备出碳纳米管场发射阴极,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌,并对制备的碳纳米管阴极进行场发射测试.实验结果表明电泳2 min沉积的碳纳米管薄膜均匀连续且具有较好的场发射特性,其开启电场为3.1 V/μm,当外加电场强度为11.5 V/μm时场发射电流密度达到11.33 mA/cm2,经过10 V/μm的电场激活处理后样品具有较好的场发射稳定性.     

图形化硅纳米线阵列场发射阴极的制备及其场发射性能

结合光刻工艺和金属援助硅化学刻蚀法成功地制备了图形化的硅纳米线阵列场发射阴极,研究了其场发射性能。扫描电子显微镜照片显示,嵌入在硅衬底的硅纳米线阵列为垂直取向,形成图形化。场发射测试与分析表明,该阴极能够有效实现场电子发射,并且有利于获得图形化、低发散角的电子束。本研究提供了一种在硅基底上简单、有效地选域制备图形化硅纳米线阵列场发射阴极的途径,可潜在用于构筑各种真空微电子器件。     

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。     

用于场发射阴极的磁控溅射金刚石薄膜的研究

用激光拉曼谱和原子力显微镜等现状分析手段研究了磁控溅射石墨靶制备的薄膜的结构和特性。结果表明：薄膜由金刚石相和石墨相组成，它们的相对含量取决于制备工艺参数，特别是沉积时的基体温度的影响尤为明显。薄膜表面呈现为密度很高的微尖锥，这为制造大面积场发射平板显示器的阴极提供了广阔的前景。     

场发射金属尖阴极阵列的制备

本文采用ＳｉＯ２作锥尖的塑模，再利用塑模制备出场发射金属尖阴极阵列，并给出ＳＥＭ金属尖照片，分析了工艺因素对金属尖的影响，同时提出了真空微电子二极管和三极管的设想。     

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。     

不同手性单壁碳纳米管分离及其场效应晶体管性能研究

高纯度的单手性单壁碳纳米管对于下一代碳基电子器件的发展具有重要意义。利用聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-联吡啶](PFO-BPy)、聚(9,9－二辛基芴－2,7－二基)(PFO)和聚(9,9－二辛基芴－共苯并噻二唑)(PFO-BT)三种聚合物在有机相中分别分选出(6,5),(7,5)和(10,5)三种手性单壁碳纳米管,具有较高纯度以及浓度,并去除了超过99%的残留分散剂。使用上述溶液沉积获得高均匀性和高密度的碳纳米管薄膜,以此作为器件沟道材料,制备了手性单壁碳纳米管场效应晶体管阵列。结果显示,大直径的(10,5)手性碳纳米管晶体管器件具有较好的电学性能,其迁移率最高达16cm²·V-1·s-1,开关比达10⁷。     

球状微米金刚石的制备过程及其场发射性能的研究

在纯平的陶瓷衬底上面,利用磁控溅射方法镀上一层金属钛。对金属钛层进行表面缺陷处理后,放入微波等离子体化学气相沉积腔中,利用正交实验方法制备出场发射性能最优的薄膜,通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪等仪器,研究了薄膜的微观表面形态、结构组成等,得到了该薄膜是球状微米金刚石薄膜的结论。并进一步研究了最优场发射薄膜的发射机理。     

冷阴极及其应用

本文介绍了场致发射阴极,次级发射阴极,自热式空心阴极,光电发射阴极的新发展,展示了其广阔的应用前景。     

多孔硅衬底微波CVD金刚石薄膜的制备及其场电子发射

研究了多孔硅衬底微波CVD金刚石薄膜的制备工艺及其场电子发射特性.以多孔硅作为生长金刚石突起阵列的模板,生长出带多微尖的微晶金刚石晶粒,使场电子发射阈值下降(<1V/ μm) ,发射电流增大(>90 m A/ cm2 ) ,场发射性能稳定,并对这种场发射特性做出了理论解释.     

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。     

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。     

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.