基于场发射三极管的设计及性能研究

采用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上制备出了纳米非晶碳和碳纳米管混合薄膜,二极管结构测试表明薄膜材料具有优良的场发射性能。利用制备的薄膜材料作为阴极制作了前栅极结构的场发射三极管器件并对其性能进行了测试。结果表明该器件具有优良的栅控性能,亮度很高,有良好的应用前景。     

氧化锌低维结构材料场发射性能研究进展

ZnO具有负的电子亲和势、丰富的结构和形貌可设计性以及良好的机械和化学稳定性等优点,是一种最有前途的阴极电子发射材料.结合作者实验室的工作,综述了近年来迅速发展的ZnO低维结构的场发射特性以及制备方法、形貌结构、排列及密度、表面吸附、掺杂和热处理等因素对其场发射性能的影响,介绍了四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)作为场发射阴极材料的优势.     

金刚石薄膜场发射特性研究现状

金刚石薄膜具有负电子亲合能、高热导率和极强的化学惰性等优势，作为场发射材料引起了广泛关注。回顾了金刚石薄膜的分类，介绍了氢化金刚石薄膜具有的负电子亲合能特性，分析了金刚石薄膜场发射特性的影响因素，列举了场发射特性的优化方向，并总结了文献中报道的金刚石薄膜与其他材料复合获得的场发射阴极的性能，对于分析和改进金刚石薄膜器件场发射性能具有重要意义。     

丝网印刷制备碳纳米管场发射阴极的研究

碳纳米管(CNT)是理想的场发射阴极材料.本文分析了CNT的长度、直径以及排列密度与CNT阴极场增强因子的关系,研究了大面积CNT场发射阴极的丝网制备技术,包括CNT浆料配制、阴极电极的制作、阴极烧制方法和表面处理方法.文中实际制备了CNT阴极,利用二极管结构测试了对其表面处理前后的场发射性能.实验结果证明,采用本文所研究的制备技术能够印制高性能的场发射CNT阴极,该研究为制备大面积CNT阴极阵列提供了技术基础.     

应用于场致发射的掺杂纳米金刚石膜的研究

场致发射是一种新型显示技术,具有良好应用前景,场发射显示器的核心内容是场发射阴极材料,纳米金刚石由于低表面粗糙度、低场发射强度、高发射电流密度、大比表面积、网状结构以及高密度悬挂键等优秀电化学性能成为场发射的理想阴极材料.本文阐述了化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜的沉积装置、预处理和工艺参数,并介绍了金刚石掺杂机理和掺入元素的研究现状.     

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。     

用网状阴极法在碳钢表面沉积氮化钽薄膜

介绍了一种新型的在钢铁基体上制备氮化钽薄膜的方法－－网状阴极法。其设备简单、价格低廉。试验中发现，在各个参数配比合适的条件下，可制备出结构为fcc(面心立方）和hex（密排六方）的氮化钽薄膜。薄膜较致密且均匀，与其体的结合好。同时分析了在最佳工艺参数条件下合成氮化钽膜的成分、组织、表面、断口形貌和结合力等。该方法为氮化钽薄膜作为结构材料使用提供了一种新的途径。     

掺杂对碳基材料场发射的影响

碳基材料作为场发射阴极的候选对象,一直是场发射领域中的研究热点,掺杂则是提高场发射性能的重要手段之一,由于基质材料和掺杂物的不同,掺杂可能产生提高电导率、调制功函数、改变粒度大小、引入缺陷等诸多效果.综述了这些可能的掺杂效果以及对场发射性能带来的影响,分析了各种碳基材料与杂质之间的关系,指出了今后需解决的主要问题,并为以后的研究提出了一些建议.     

磁控溅射法制备氮化碳薄膜的研究进展

简要评述了磁控溅射法制备氮化碳(CNx)薄膜的研究进展的现状,以及磁控溅射法制备氮化碳(CNx)薄膜过程中工艺参数对薄膜的结构和性能的影响,展望了氮化碳研究的发展趋势.     

石墨烯在场发射器件中的应用与研究现状

场电子发射是一种独特的量子隧穿效应,也是真空微电子学的基础之一。基于场发射技术的冷阴极发射体一直被视为未来理想的电子发射阴极。石墨烯是一种具备单层碳原子结构的新型碳材料,其电子迁移率高、机械强度高、热导率高,具有稳定的物理化学特性,因此受到科研工作者的广泛关注。与此同时石墨烯具有较高的长径比(横向尺寸与厚度的比值),这一结构特性能够获得较大的场增强因子。石墨烯的上述特性使得其成为具有广阔应用前景的场发射阴极。本文主要综述石墨烯场发射理论的研究进展、石墨烯/石墨烯基场发射阴极的研究现状、场发射阴极结构以及场发射阴极的制备方法,并对场发射领域的石墨烯研究进行了展望。     

平板显示用场发射冷阴极材料

简要介绍了场致发射显示器件的结构和原理,全面总结了人们正在研究的各种场发射冷阴极材料,其中主要包括金属场致发射阵列、硅场致发射阵列、金刚石及其相关薄膜、碳纳米管和纳米纤维、一维纳米材料、碳化物、氮化物薄膜等.并展望了场致发射显示器件的发展前景.     

金刚石薄膜阴极电子发射特性研究

宽带隙半导体材料金刚石的负电子亲合势特性使其在电子场发射应用方面备受瞩目。材料的功函数对其热电子发射或场电子发射都有决定性的影响。本文从热电子发射的角度出发 ,对钨基金刚石薄膜阴极有效功函数进行了测量。文章阐述了实验方法、装置及结果 ,测得金刚石涂层阴极的有效功函数为 0 70eV ,并对实验结果进行了理论分析     

碳纳米管场发射阴极阵列制备研究与进展

碳纳米管具有良好的电子发射特性,成为理想的场致发射阴极材料,碳纳米管阵列制备研究是碳纳米管平板显示应用的前提。介绍了碳纳米管阴极阵列制备技术如丝网印制法、CVD原位生长法、光刻法和自组织法等研究与进展,并从薄膜残留去除、CNTs膜微结构改变及sp3缺陷增加等方面概述了目前CNTs场发射性能优化的进展,指出了目前存在的问题并作了简单分析。     

二维MXene材料在超级电容应用的研究进展

二维过渡金属碳/氮化物(MXene)具有类石墨烯的结构,微观上呈现片层状和多种表面基团,因此具有良好的导电性、离子传输和高亲水性能,并且成为超级电容器的理想电极材料。但MXene层与层容易坍塌、堆叠与官能团的存在,不利于作为电极材料的性能。通过热处理、离子插层和与碳复合等方法提高其电化学性能拥有巨大的应用前景。首先总结了MXene材料的制备方法,然后概述了表面改性和结构优化等对MXene超级电容器的电化学性能的影响,展望了MXene材料在超级电容器上的研究前景。     

基于碳纳米管薄膜构建场发射平面显示器的阴极结构

碳纳米管场发射平面显示器具有工作电压低、功耗低和制造成本低等优势,近年来基于碳纳米管场发射平面显示器的研究与应用研发已成为显示技术领域研究的热点之一,并已取得丰富成果。简要回顾了碳纳米管用于场发射的机理以及用于场发射平面显示器的优势,主要介绍了碳纳米管用于场发射平面显示器研究的一些进展和一些亟待解决的问题,包括碳纳米管阴极薄膜的制备、碳纳米管阴极工作稳定性与寿命的改进以及阴极结构的设计等,并展望了碳纳米管用于场发射平面显示器的发展前景。     

基于微波辐照合成类石墨烯氮化碳的研究进展

类石墨烯氮化碳具有与石墨烯非常相似的结构特征,已在光催化、润滑等领域表现出极优越的性能,成为二维纳米功能材料领域的新热点。本文重点介绍了基于微波辐照合成类石墨烯氮化碳的研究进展,并通过与氧化刻蚀、液相超声剥离、热聚合等传统合成方法的比较,分析了微波合成在制备效率、效果上的优势;并指出采用高功率微波设备和石墨粉、短切碳纤维等对微波具有强烈响应的微波吸收剂,通过增强能量传递与吸收效率,强化微波电磁场环境下合成反应的非稳态程度,有助于提高合成效率、效果,并获取得到特殊形态、结构的新产物。     

大面积印刷纳米金刚石薄膜的场致发射的研究

研制了特定比例的纳米金刚石浆料,采用了丝网印刷工艺在石墨衬底上大面积印制了纳米金刚石场发射薄膜,实验探索了石墨衬底纳米金刚石薄膜的烧结工艺和后处理过程,利用扫描电镜(SEM)观察了纳米金刚石膜的表面形貌,经后处理的薄膜中纳米金刚石露出薄膜表面,纳米金刚石的棱角是天然的发射体.采用本课题组研制的多功能场发射测试台在10-6Pa的真空条件下进行了场发射特性的测试,结果发现石墨上低成本大面积印刷的纳米金刚石薄膜具有均匀稳定的场发射特性,作为电子器件的理想冷阴极发射,可在宇宙飞船、原子反应堆等恶劣条件下工作的平面显示器中得到应用.     

电泳法制备碳纳米管场发射阴极的研究

利用传统的电泳方法,在玻璃基片上成功地制备了场发射用碳纳米管阴极薄膜.用扫描电子显微镜和拉曼光谱观察了薄膜的形貌和结构,并测试了所制备的薄膜阴极的场发射特性.实验结果表明在玻璃的银浆导电层上沉积了一层较薄而均匀的碳纳米管膜,其场发射特性与丝网印刷工艺制备的阴极有相似甚至更佳的性能,具有更好的发射均匀性.采用电泳方法制备场发射阴极具有简单易行,成本低廉等优势,可以避免丝网印刷工艺带来的有机杂质污染和发射不均匀等问题.