可驱动碳纳米管冷阴极数码管的研制

采用印刷技术实现了碳纳米管阴极的大面积、低成本制备，并采用等离子体表面改性技术来提高阴极的发射性能。在此工艺基础上，自行设计和封装了七段显示的碳纳米管冷阴极数码管，配以简单的驱动电路，实现了碳纳米管冷阴极数码管的动态显示。     

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.     

冷阴极及其应用

本文着重介绍水冷电弧阴极、氧化镁薄膜冷阴极、场致发射冷阴极、负电子亲和势冷阴极、硅冷阴极和光电子发射冷阴极的发展动态和应用前景。     

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.     

碳纳米管冷阴极电子枪的电子光学设计

基于皮尔斯电子枪设计理论,提出了一种碳纳米管场致发射阴极电子枪的电子光学设计方案。电子枪阴极半径为0.5 mm,保持阴阳极电压不变,动态调整栅极电压,并利用计算机技术仿真软件（CST）对其进行仿真优化研究;结果表明,栅极最佳电压值为-14 kV,对应阴极发射电流为15.08 mA,阳极处电子束半径约为0.1 mm。研究为碳纳米管冷阴极栅极结构的设计提供了一种新的思路。     

碳纳米管阴极平板显示器的工艺研究

碳纳米管场致发射显示器是一种新型的真空器件，也是一种具有巨大应用潜力的平板型显示设备。本文详细地介绍了碳纳米管场致发射原理，给出了碳纳米管阴极平板显示器的基本结构和工作原理，对于显示器件的真空封装，碳纳米管阴极装配，控制栅极制作等工艺问题进行了阐述和研究。采用这些技术，已经研制出了碳纳米管阴极场致发射显示器的样品。     

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.     

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。     

基于场发射三极管结构的离子轰击分析

离子轰击影响场致发射器件的稳定性和工作寿命。本文以碳纳米管场发射三极管结构为例模拟了气体—电子碰撞电离产生的正离子回轰阴极的全过程，对模型中的平面阴极受损的位置和程度进行了的分析；为了减小离子轰击的影响，在三极管中引入了第二栅极利用其离子陷阱效应，并模拟了使用第二栅极后正离子回轰阴极的全过程和阴极受损情况。模拟结果证明，加入离子陷阱结构后可以明显改善场致发射三极管的离子轰击问题。     

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。     

电泳淀积三极管结构的碳纳米管场发射显示阴极

本研究探索了一种电泳选域组装碳纳米管发射器到正栅极结构的衬底中作为三极管结构的场发射显示阴极的工艺.在这个工艺中,悬浊液中的碳纳米管在施加于栅极电极和阴极电极的电压的作用下移向并淀积到三极管结构的衬底中.同时,这个栅极电极的正电压能够排斥悬浊的碳纳米管,使栅极电极不吸附碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管选域组装到栅极孔洞中去,并且每一个孔洞中碳纳米管具有相同的组装密度.该工艺成本低、可实现大面积阴极的制备,是一种在制备三极管型碳纳米管场发射显示阴极中可供选择的工艺.     

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。     

分段圆型碳纳米管阴极结构的三极FED制作

利用钠钙平板玻璃形成阴极板;结合丝网印刷技术在阴极板上制作了分段圆型碳纳米管阴极结构。烧结固化的银浆层用于分别构成矩形底电极和圆型底电极,其良好的导电性能确保阴极电势能够被顺利传导给碳纳米管。对矩形底电极采取了分段条形电极形式,多个分段条形电极整体排列在阴极板表面,形成分段条形电极矩阵,改进的矩形底电极能够有效降低整体显示器的无效电压降;而制作的圆型碳纳米管层和圆型底电极用于提高碳纳米管的场发射性能。结合分段圆型碳纳米管阴极,研制了三极结构的场致发射显示器。该显示器具有良好的场致发射特性和高的图像发光亮度,能够正确显示简单的字符图像,其开启场强为2.16 V/μm。     

三极FED分段复合衬底电极的特性和制作

结合丝网印刷技术、烘烤工艺和烧结工艺,采用印刷ZnO层和银浆层相结合的方案,进行了分段复合衬底电极的制作。该分段复合衬底电极能够降低无效的阴极电压降,增强三极场发射显示器的发光亮度并改善其发光均匀性,且制作成本低廉。分段复合衬底电极避免了过长过细衬底电极现象,促使碳纳米管提供更多电子,同时有效改善了碳纳米管的场发射均匀性。利用碳纳米管作为阴极材料,进行了三极场发射显示器的研制,并进行点阵图像显示,从而证实了这种分段复合衬底电极制作工艺的可行性。与普通银电极场发射显示器相比,分段复合衬底电极场发射显示器能够将开启场强从1.92 V/μm降低到1.81 V/μm,其最大场发射电流由1 332.5μA提高到2 137.8μA,具有典型的场致发射特性以及优良的图像发光均匀性。     

新型三极碳纳米管场发射器件的研究

采用催化剂高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极。利用优质云母板作为绝缘材料．结合简单的丝网印刷工艺制作了新型的栅极结构。详细地给出了新型三极碳纳米管场发射器件的制作工艺．对场致发射的机理进行了初步的讨论。采用这种新型的栅极结构．不仅极大地降低了总体器件成本．同时避免了碳纳米管薄膜阴极的损伤．提高了器件的制作成功率。所制作的三极结构平板场发射器件具有良好的场致发射特性和栅极控制能力。     

应用于LCD的平栅型碳纳米管场致发射显示器背光源的研制

采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀技术制备平栅型场发射阴极阵列,利用电泳将碳纳米管(CNT)发射源沉积在阴极表面,将阴极板和阳极板封接后制成51cm单色平栅型CNT场致发射显示器(CNT-FED),作为背光源模板应用于49 cm液晶显示器(LCD)器件中.场发射测试表明,器件在阳极电压3 500V、栅极电压290 V时,阳极...     

电子跳跃结构场发射阴极的电子通过率研究

针对一种基于二次电子发射的跳跃电子阴极三极管结构进行了研究,这种特殊结构可以有效地提高了电子注电流密度。并减小受残余气体离子的对阴极轰击造成的阴极发射跌落。对应用碳纳米管场发射的跳跃电子阴极的三极管结构的电子通过率的研究,提出了的栅网上蒸镀高二次电子发射系数的介质膜的方法,可以有效地解决栅网的截获问题,提高电子通过率。     

碳纳米管(CNT)场发射显示器的关键技术的研究

对碳纳米管阴极的制备以及场发射显示器的真空封装技术进行了研究.利用一种新的碳纳米管生长工艺制备出了具有优良场发射性能的碳纳米管阴极.并将这种直接生长的碳纳米管薄膜作为阴极,结合一种弹性封装工艺,开发了一种具有简单字符显示功能的场发射显示器.该显示器在较低的工作电压下就可获得高亮度的显示效果,并且器件的亮度与驱动电压成较好的线性关系,这将有利于未来的碳纳米管场发射显示器实现高亮度和多级灰度显示.器件的持续工作寿命测试已经超过5500小时,充分验证了碳纳米管作为场发射阴极的应用潜力.     

太赫兹真空电子器件用场发射阴极技术分析

本文阐述了太赫兹真空电子器件对阴极电子源的需求条件,分析了在该器件中应用场发射阴极的可能性。介绍 了当前两种主要场发射阴极,即金属薄膜场发射阴极和碳纳米管场发射阴极的国内外发展情况,指出了它们各自的优势 以及实际应用中存在的障碍,并提出了相应的解决途径。试验和分析结果表明,场发射阴极具有很好的太赫兹真空电子 器件应用前景。