纳米管场发射的电场计算

利用电磁场理论计算出单根纳米管场发射时其尖端附近的电势和电场分布。结果表明 ,纳米管尖端表面电场非常强 ,随着距离尖端表面的距离的增加 ,电场迅速下降 ;尖端附近的场强与纳米管场发射有低的阈值电压相符合。计算还给出在保持极板间距离和电压不变的情况下 ,纳米管长径比越大 ,尖端电场越强 ,因此 ,具有更低的阈值电压     

电泳沉积碳纳米管场发射阴极研究进展

电泳法是一种工艺简洁、低能耗、低成本的薄膜制备工艺.基于电泳技术的碳纳米管薄膜具有对基底类型和形状要求低、常温操作等优势,尤其适宜于在复杂不规则基底和低熔点材料上的应用.在阐述了电泳法的工艺特点的基础上,本文总结了应用电泳技术制备碳纳米管薄膜的方法,讨论了丰富多样的碳纳米管电泳液制备工艺,介绍了碳纳米管薄膜作为场发射阴极在真空电子领域的应用开发新进展.     

单壁碳纳米管场发射电流的理论计算

根据热传导、Nottingham效应和焦耳热效应,计算了单壁碳纳米管在2000K时的理论电流值,结果表明,单根单壁碳纳米管的发射电流可达微安量级,为试验中测试碳纳米管的场发射电流提供了一个理论参考。     

碳纳米管场发射特性的研究

将ＣＶＤ方法制成的碳给米管沉积在钼针尖上，测试了这种材料的场发射特性。结果表明这种材料可作为一种新型高效的场发体。同时还将其与纯钼针在场发射方面进行了比较。     

碳纳米管的薄膜场发射

薄膜场发射特性是碳纳米管(CNT)研究的重要课题之一，它直接关系到CNT场发射阴极在将来的实际应用。本就CNT的场发射做一综合评述，主要涉及性能指标、结构模型、图形化方法和工艺等。     

利用场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射特性

利用场发射显微镜研究了单壁碳纳米管（SWCNTs)的场发射特性。由于实验中所用的SWCNTs的长度基本一致，因此能同时观察到多根SWCNTs的场发射像。SWCNTs的场发射像随着热处理温度的升高而变化，直至热处理温度过高而塌缩。在一定的实验条件下，观察到了具有精细结构的单根碳纳米管顶端“帽子”的场发射像。电流－电压（I－U）曲线分析表明，SWCNTs的电流来源于场发射。     

碳纳米管阵列密度对其场发射性能的影响

本具体研究了外电场，碳纳米管自身线度，尤其管的阵列密度对其场发射性能的影响，在均匀碳纳米管阵列模型下，从理论上给出碳纳米管阵列的尖端电场，电场增强因子以及最佳阵列密度的解析表示式，理论结果表明，电场增强因子的数量级为10^2－10^4，并且碳纳米管阵列的电场增强因子与其管密度之间有着敏感的依赖关系，即当密度取某一特殊值（又被称作最佳密度值）时，电场增强因子会明显增大，相对最佳密度而言，过高或过低的管密度都将削弱碳纳米管的尖端电场，进而晚管阵列的场发射性能。     

碳纳米管场发射特性的研究

将CVD方法制成的碳纳米管沉积在钼针尖上 ,测试了这种材料的场发射特性。结果表明这种材料可作为一种新型高效的场发射体。同时还将其与纯钼针在场发射方面进行了比较     

碳纳米管栅极冷阴极结构场发射计算

目前通常有两种方法对CNT-FED场发射进行计算,即镜像悬浮球法和解拉普拉斯方程的方法,虽然解拉普拉斯方程的方法比较复杂,但可以计算出完整的CNTs结构空间各点电场情况。通过解拉普拉斯方程的方法研究了CNTs栅极冷阴极这种符合实际情况且有广泛应用前景的结构。计算结果表明,CNTs尖端处电场强度很大,随着半径r的增加,电场强度急剧减小;场增强因子随CNTs长径比的增加而增加,对于长径比一定的CNTs阵列,对应着一个最佳阵列密度;栅极电压对这种CNTs结构的电流密度有很强的控制作用;并且在极板间距变化的情况下得出了CNTs周围电流密度分布;随着栅极电压的增大,CNTs尖端电流密度随之增大,极板间距减小也可提高CNTs尖端电流密度。     

利用场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射特性

利用场发射显微镜研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)的场发射特性.由于实验中所用的SWCNTs的长度基本一致,因此能同时观察到多根SWCNTs的场发射像.SWCNTs的场发射像随着热处理温度的升高而变化,直至热处理温度过高而塌缩.在一定的实验条件下,观察到了具有精细结构的单根碳纳米管顶端"帽子"的场发射像.电流-电压(I-U)曲线分析表明,SWCNTs的电流来源于场发射.     

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。     

碳纳米管复合材料场发射性能研究现状

碳纳米管具有管径小、长径比高的结构以及物理化学性能稳定等优良特性,被认为是真空冷阴极场发射电子源和场发射平板显示理想的阴极材料。加之碳纳米管兼具有机械强度高、韧性好等出众的力学性能,使其成为复合材料的理想添加相,将其与其他材料复合,可以制备出具有更加出众性能的复合材料。近年来有关碳纳米管及其复合材料场发射研究已成为一个备受关注的热点。概述了阴极场发射理论以及与碳纳米管场发射相关的几种场发射物理机制,介绍了碳纳米管复合场发射阴极的研究现状及制备方法,最后对碳纳米管复合阴极场发射的发展前景进行了展望。     

表面态对碳纳米管场发射的影响

采用CVD法在Ni丝上直接沉积碳纳米管,并应用二极管结构测试表面态(突出尖端和吸附)对碳纳米管场发射的影响。测试表明,突出尖端主要影响碳纳米管场发射的开启电场以及场发射电流稳定性;吸附作用的影响表现在改变碳纳米管能带结构进而改变其场发射性能。     

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.     

碳纳米管冷阴极超高真空鞍场规的电场模拟与实验研究

在静电鞍场规的基础上研制了一种碳纳米管(CNT)冷阴极鞍场规(SFG).这种冷阴极鞍场规具有电极尺寸小,吸放气率低,热效应低,功耗低的特点.本文首先计算了碳纳米管冷阴极鞍场规的电场分布,计算结果表明,二极型碳纳米管电子枪的引出栅极的正电位在低于100 V的情况下对环形阳极鞍场规的轴向电位分布影响很少;并且在现有条件下对规管参数进行了测试,实验测定的规管对空气的灵敏度是1.05 Pa-1,规管功耗由热阴极规的0.9瓦减小到7毫瓦.     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖，对它进行热处理，得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I－U特性曲线的Fowler-Nordheim直线斜率的变化，结合残气质谱图的分析，研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响，并对其机理进行了初步讨论。     

测试环境对碳纳米管场发射性能的影响

采用CVD法在Ni丝上直接沉积碳纳米管,并应用二极管结构对其场发射性能进行测试,测试结果表明:(1)碳管表面态对其场发射稳定性影响明显,运用密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA)对碳管表面吸附水分子前后电子能带结构和态密度作比较,发现吸附水分子后碳管功函数降低,费米能级处电子态密度增大,有利于增大碳管场发射电流;(2)高真空是获得碳管场发射稳定性一个必要条件;(3)荧光粉对碳管场发射电流也有一定贡献,但大的场发射电流情形下可忽略其影响。     

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.     

碳纳米管场发射机理述评

较全面地介绍了碳纳米管场发射研究10年来在发射机理方面的研究结果,包括场发射能量分布、逸出功、发射模型以及发射稳定性和失效等问题,并介绍了相关方面的研究结果.     

碳纳米管的制备及其场发射应用研究

由于碳纳米管（CNTs）具有独特的结构和性能，因而自被发现以来一直受到人们的关注。本文介绍了其制作方法；列举了其场发射性能的主要指标；阐述了影响其场发射性能的因素，比如结构、定向性、阵列密度和环境气氛；并介绍了其在平板显示方面的应用。