丝网印刷碳纳米管阴极场发射点开启场强的分布统计

由于碳纳米管阴极场发射点数量巨大，分布无规律，无法单独测量各个场发射点的开启阈值，所以一直没有效的实验方法获得碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。本文采用丝网印刷碳纳米管点阵作为阴极，通过不同电压下该阴极场发射发光亮点的统计，间接地获得了丝网印刷碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。在此基础上，通过过压老炼的方法，有效地压缩了碳纳米管阴极场发射开启阈值的分布，显著提高了碳纳米管阴极场发射的均匀性。     

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。     

电泳法制备场发射阴极的性能优化研究

电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管配置电泳液,由于制备方法和碳管本身的特性,管子在电泳溶液中呈现不同的分散性。碳管管径较粗时由于表面自由能相对小,所以碳管在溶液中不易形成团聚物,电泳沉积的阴极会均匀平整;管径小的碳管则由于容易团聚,需要加入表面活性剂来改善其在电泳溶液中的分散性。场发射特性和发光显示图实验结果发现,即使得到相同均匀平整的阴极,但是由于碳管本身的发射能力的差异性最终导致电泳沉积得到的阴极的场发射特性的不同。另外,电泳的实验条件也会对沉积的阴极的场发射性能和形貌产生影响。在不同电泳直流电压条件下,碳管薄膜的密度分布和厚度不同,呈现出不同的场发射能力,结果表明当电压值在25V时可以得到性能最佳的场发射阴极。     

热累积效应对碳纳米管场发射特性的影响

为进一步提高碳纳米管阴极的场发射能力,分析了不同条件下碳纳米管的场发射测试结果,研究了热累积效应对碳纳米管场发射性能的影响。实验结果表明,通过抑制场发射测试过程中阳极的热累积,可获得更大的发射电流和发射电流密度。该研究为进一步提高碳纳米管阴极场发射能力提供了参考。     

不同转移法对碳纳米管场发射特性的影响

通过印刷法、喷涂法和电泳沉积法转移经过处理的碳纳米管(CNT)原料到ITO电极上,高温烧结制备CNT阴极阵列,并对CNT的表面形貌和场发射性能进行测试分析。结果表明,不同转移方法对CNT阴极场发射性能的影响不同,印刷法、喷涂法及电泳沉积法3种方法制备CNT阴极场发射的开启电场分别为2.21、1.62和1.85 V/μm;当电场为2.3 V/μm时,喷涂法制备的CNT阴极场发射性能最佳,电泳沉积法制备CNT阴极次之,印刷法制备的CNT阴极最差,并根据金属半导体理论分析其原因。     

碳纳米管的场发射特性

研究了碳纳米管的场致发射特性，实验证明碳纳米管作为场发射阴极材料具有优越性。通过对碳纳米管进行温度处理，得到了与基片附着力强的碳纳米管；测试了场发射特性，发现碳纳米管其开启电压较低(30V)。     

碳纳米管场致发射结构的研究

碳纳米管以其特有的电学性质而成为一种优良的冷阴极材料。在场致发射器件中，真空度是决定发射稳定性的一个重要因素。如果碳纳米管阴极附近的真空度太低，将产生打火、气体电离、离子回轰阴极等问题，将导致阴极发射电流的迅速衰减。本文通过对基于碳纳米管冷阴极的二极管和三极管的场发射特性的实验，分挤了残余气体压强与外加电压、发射体工作时间的关系以及碳纳米管阵列的I-E曲线，利用这些结果可以优化碳纳米管场致发射结构的设计。     

碳纳米管的场发射特性

研究了碳纳米管的场致发射特性,实验证明碳纳米管作为场发射阴极材料具有优越性.通过对碳纳米管进行温度处理,得到了与基片附着力强的碳纳米管;测试了场发射特性,发现碳纳米管其开启电压较低(30V).     

碳纳米管的场发射特性

研究了碳纳米管的场致发射特性,实验证明碳纳米管作为场发射阴极材料具有优越性.通过对碳纳米管进行温度处理,得到了与基片附着力强的碳纳米管;测试了场发射特性,发现碳纳米管其开启电压较低(30V).     

电泳工艺制备阵列场发射阴极及其性能的研究

碳纳米管是理想的场发射冷阴极材料,阴极的图形阵列化是实现碳纳米管场发射显示器动态全彩视频显示的核心.三极管结构能够更好地进行矩阵寻址显示图像,且与常规的驱动电路相兼容,降低整体平板显示器件的制作成本.从实验出发,探索利用简单的电泳工艺制备图形化碳基薄膜阴极,采用与阴极成同一水平面的栅极的三极管结构,并对电泳的实验参数进行优化以提高阴极电压电流特性和发射的均匀性等问题,为场发射器件的制造提供优良的工艺基础.研究机械球磨和稀释悬浊液浓度对碳纳米管沉积均匀性的影响.实验结果表明稀薄的悬浊液的条件下可以在玻璃的银浆导电层上沉积较薄而均匀的碳纳米管膜,与丝网印刷工艺制备的阴极相比,均匀性更好,厚度更容易控制,具有更好的发射均匀性.测试图形化的阵列碳纳米阴极的三极管结构的场发射特性,发现当阳极电压保持在600 V,栅极电压接近500 V时,阳极电流能达到2.6 mA/cm2.荧光粉发光均匀,相比二极管结构具有更低的阈值电压,在亮度、均匀性和稳定性方面都有显著的优势.     

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...     

Gated carbon nanotube emitter with low driving voltage

By approaching the counter electrode to the carbon nanotubes (CNT) emitter, remarkable reduction of the cathode operating voltage has been accomplished in the under-gate CNT cathode structure. The peak emission current density of 2.5 mA/cm/sup 2/, which is sufficient for high brightness CNT field emission display, was obtained at the cathode-to-gate voltage of 57 V when the CNT-to-counter electrode gap was 2.2 /spl mu/m. The gate current was less than 10% of the anode current. The CNT cathode with low driving voltage can help the cost-effective field emission display implemented.     

电泳法制备平栅极碳纳米管场发射阴极及场发射特性研究

采用电泳法在ITO玻璃基板上选择性制备了碳纳米管(CNTs)阴极薄膜,采用电子扫描(SEM)分析了CNTs薄膜的表面形貌,并测试了碳纳米管阴极的场致发射特性.结果表明,利用电泳法制得的碳纳米管阴极薄膜均匀性、致密性良好,且具有较大发射电流密度;通过控制共面栅控CNTs场发射阴极的栅极电位能够有效控制阴极的场发射电流密度...     

Field emission of vertically-aligned carbon nanotube arrays grown on porous silicon substrate

Vertically aligned arrays of multi-walled carbon nanotubes were grown by pyrolysis of acetylene on iron catalytic particles within a porous silicon template via chemical vapor deposition (CVD) at 700 °C. Using this method ordered nanotubes with diameters from 75 to 100 nm could be produced. The diode configuration field emission of the CNT arrays were performed and the onset electric field is 4 V/μm and the emission current can approach 1 mA/cm² at a electric field of 9.5 V/μm. The enhancement factor of the CNT arrays (4012) is derived from the F–N plot of the experiment data. To demonstrate the uniformity of the field emission, an ITO glass substrate with phosphor coated is used as anode in the field emission experiment. The average fluctuation of the emission current density was less than 5%. The result shows that the field emission of the CNT arrays on the silicon substrate is very uniform. These carbon nanotube arrays are useful for applications in field emission displays and sensors. The fabrication method shows the feasibility of integration between carbon nanotube arrays and silicon microelectronics.     

Improvement of the field emission properties of carbon nanotubes by CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition

A simple CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition method to improve the field emission cathode properties of carbon nanotubes(CNTs) is proposed.It is found that CNT/Fe_3O_4 composite electrophoretic deposition leads to better field emission performance than that of single CNT electrophoretic deposition.The result is investigated using SEM,J-E and FE.After the process,the turn-on electric field decreases from 0.882 to 0.500 V/μm at an emission current density of 0.1 mA/cm~2,and the latter increase...     

可印制碳纳米管冷阴极中碳纳米管含量的优化

采用丝网印刷法制备了不同碳纳米管含量的冷阴极.研究了不同碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性与其微结构和电学特性的关系.实验发现,碳纳米管冷阴极的导电性和场发射特性受碳纳米管含量影响,具有适当的碳纳米管含量的冷阴极的场发射特性最佳.     

Improved field emission characteristic of carbon nanotubes by an Ag micro-particle intermediation layer

An efficient way to improve field emission characteristic of carbon nanotubes (CNTs) through an Ag micro-particle intermediation layer is presented. In this way, the intermediation layer is deposited on an indium tin oxide glass substrate by electrochemical method and then the CNTs are covered onto surface of the intermediation layer by electrophoretic method as CNT field emitters. The field emission characteristic of the CNT field emitters with the intermediation layer is significantly improved compared to the one without the intermediation layer, including decreased turn-on electric field from 4.2 to 3.1 V/μm and increased emission current density from 0.224 to 0.912 mA/cm² at an applied electric field of 6 V/μm. The improved field emission characteristic may be attributed to gibbous surface of the CNT field emitters. This efficient way is much simple, low cost, and suitable for production of large scale CNTs–based field emission cold cathode.     

涂敷法制备的碳纳米管阴极的场发射研究

研究了用涂敷法制备碳纳米管阴极的新工艺和改善其场发射特性的新方法,裂解法获得的碳纳米管与有机粘合剂等混合、研磨,直接涂敷在Si基底上,二极管结构测量的结果表明,碳纳米管阴极有较低的开启电场(1．25～1．5V／μm),场强为5V／μm时,电流密度达到了42μA／cm^2,F—N曲线也非常符合场发射规律。浆料中粘合剂的比例增大时,碳纳米管阴极的场发射性能会有所降低,施加外电场会改善其场发射特性。     

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。     

表面形貌对定向氧化锌阵列场致发射性能的影响

采用热蒸发的方法生长不同形貌的ZnO纳米材料。通过调节反应温度和氧气流量,生长了梳状ZnO ,ZnO纳米针和ZnO纳米柱状。场致发射测试结果表明一维纳米ZnO材料的表明形貌对其开启电场和发射电流有很大的影响。ZnO纳米柱阵列的开启电场最低,电流密度最大。这是由于它与衬底的良好接触以及较弱的场屏蔽效应。实验结果表明ZnO纳米柱阵列是一种优良的场致发射器件的冷阴极材料。