碳纳米管场发射冷阴极的低温制备及场发射性能

利用纳米银的低温熔接性和良好导电性,研究了以纳米银取代传统的有机粘结剂和导电银浆制备CNTs场发射冷阴极的新工艺.将CNTs、纳米银、粘性松油醇和有机溶剂混合研磨后涂敷在镀Cu玻璃基片上,250℃烧结30min后,纳米银颗粒之间互相熔接,将周围的CNTs粘结成为整体膜,形成了表面平整、导电性和场发射性能良好的CNTs阴极.测量了不同纳米银掺入量的CNTs阴极的场发射性能,结果表明:当CNTs:Ag质量比率为1:1时,CNTs阴极具有最好的场发射性能,阈值电场为4.9V/μm,当电场强度为5.7V/μm时,场发射电流密度为41mA/cm2.纳米银比例过大,烧结后CNTs被熔接的银膜覆盖,高电压时场发射电流明显下降,而纳米银掺入量太少则会导致CNTs阴极的附着力和导电性变差.     

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。     

分散定向碳纳米管阵列的制备及场发射性能

利用脉冲电化学沉积技术,以NiSO4·6H2O为电镀液在镀Cr硅基片上沉积低密度、直径在150nm左右的Ni催化剂颗粒,在此基础上,采用乙炔、氨气作为气源,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备分散定向的碳纳米管阵列。研究了等离子体预处理技术对纳米管制备的影响以及该阵列的场发射性能,证明低密度的碳纳米管阵列阴极能有效地降低场屏蔽效应,进而提高场发射性能,其场发射的开启电场强度约为2.39V/μm。     

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.     

大电流密度碳纳米管阴极的生长及场发射性能研究

研究了碳纳米管作为大电流密度场发射阴极的CVD生长情况与场发射性能。结果表明,通过CVD生长的碳纳米臂的直径与催化剂颗粒的直径相近,其生长方向是随机的。根据薄膜厚度与催化剂颗粒的关系,认为通过控制催化剂薄膜的厚度可能会达到调节碳纳米管直径的目的。在实验中获得的碳纳米管具备了良好的场发射性能,在直径为0．13mm的圆形面积上获得的碳纳米管场发射平均电流密度达到1．28A／cm^2。     

链状碳纳米管的制备及其场发射性能研究

本文是利用微波等离子体化学气相沉积的方法,在钛金属层上快速制备出由众多内部中空、外观呈锥形链状的碳纳米管组成的碳膜。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等仪器分析了碳纳米管的组成。在真空条件下,测量了碳纳米管链薄膜的场电子发射特性。用热动力学过程解释了锥形碳纳米链的生长机理。     

HfC涂覆碳纳米管增强场发射性能研究

利用PECVD方法在硅衬底卜生长碳纳米管薄膜，然后采用IBAD方法在薄膜上沉积5nm的Hf，在高温下退火后在表面形成HfC。研究了经过HfC处理前后碳纳米管膜的场发射性能，结果表明经过HfC处理后碳纳米管膜的场发射性能得到明显改善，并对提高碳纳米管场发射性能的机理进行了探讨。此方法为提高碳纳米管场发射性能提供了一种新的思路。     

基于碳纳米管的场发射平板显示器研究

碳纳米管因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料。本文概述了碳纳米管的特性、分类及制备;介绍了碳纳米管场发射平板显示器的结构、工作原理及制备,分析了碳纳米管场发射平板显示器的优缺点,针对其缺点提出了一些改进的思路并对其发展趋势作了展望。     

用探孔场发射显微镜研究单壁碳纳米管的场发射

探孔场发射显微镜可以观测样品的场发射图象,又能测量局域场发射电流和总场发射电流与电压的关系.本文利用具有二维调节探孔位置的场发射显微镜装置测量了单壁碳纳米管场发射图象不同区域、不同吸附状态和经过热处理后的I-V特性.     

非晶碳和碳纳米管混合薄膜的场发射性能

利用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上直接合成非晶碳和碳纳米管混合薄膜.采用氢气和甲烷作为反应气体,流量分别为100和16sccm.沉积室内的压强为5.0kPa.利用场发射扫描电镜(SEM)和喇曼谱(Raman)对制备的薄膜的结构和形貌进行了分析.场发射实验在5×10-5Pa的真空下进行.实验结果表明:制备的非晶碳和碳纳米管混合薄膜开启电场较低,仅有0.9V/μm;在电场为3.7V/p.m时电流密度达到4.0mA/cm2,发射点密集,分布均匀.表明此种材料是一种优良的场发射冷阴极材料.     

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。     

粒子轰击对碳纳米管微结构和场发射性能的影响

研究了粒子轰击对碳纳米管膜微结构和场电子发射性能的影响。研究结果表明．采用多种等离子体处理碳纳米管能改变其微结构．并显著提高场发射点密度．从而改善场发射性能。随着粒子轰击时间的延长,发射电流先降低,然后又增加甚至超过原始碳纳米管膜的发射电流。我们认为发射性能的变化归功于不同的发射机理：粒子轰击处理后．电子由纳米管尖端发射逐渐变为主要从管体上的纳米瘤发射,致使发射点密度显著增加。     

应用于液晶显示器的场发射背光源制备

对应用于LCD的不同于传统管状背光源的新型面状场发射背光源(FE-BLU)的制备技术进行了研究。将表面改性碳纳米管(CNTs)丝网印刷于金属Ag精细电极上形成碳纳米管阴极,利用透射电镜与扫描电镜表征了CNTs及阴极的表面形貌。采用有机溶剂高压气流法对阴极进行表面处理,并真空封装成25.4cm(10in)的CNTsFE-BLU器件。测试结果表明,表面处理后阴极场发射电流密度得到明显提高,器件亮度可达5860cd/m²,均匀性为82%,持续发射35h后,发射电流无明显衰减。

     

碳纳米管场发射显示器件(CNT-FEDs)封接关键技术的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT—FEDs）现已成为场发射研究的热点。本文研究了碳纳米管场发射显示器件在其真空封接过程中出现的碳纳米管丢失的问题,对碳纳米管场发射显示器件的封接方法提出了一些改进,并提出一种新型的碳纳米管场发射显示器件的封接结构,有效的解决了真空封接过程中的碳纳米管丢失的问题,为碳纳米管场发射显示器件（CNT-FEDs）的发射均匀性,改善区域之间的亮度差异及延长使用寿命提供了保证。     

CNT-FED背光源中支撑体高度的优化研究

利用丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管场发射(CNT-FED)背光源原型器件,研究了支撑体高度对碳纳米管背光源发射性能的影响,实验表明:支撑体高度增加,开启电压随之增加;达到同样的发射电流密度,支撑体越高,亮度也越高.支撑体高度为1 000 μm和2 000μm时,CNT-FED背光源发射性能较好,在电流密度为4 mA/cm~2情况下,支撑体高度为1 OOO μm时,亮度为1 800 cd/m~2;支撑体高度为2 OOO μm时,亮度为3 100 cd/m~2.选用支撑体高度为2 000 μm,制备出86.4 cm液晶平板显示器(LCD)用CNT-FED背光源,亮度最高可达8 000cd/m~2,发光均匀性为82%,稳定发射30 h,发射电流无明显衰减.     

表面形貌特殊的碳纳米管薄膜及其场发射增强

采用磁控共溅射法在Si片表面镀NiTi膜作为碳纳米管生长的催化剂,制备出表面形貌特殊的碳纳米管薄膜,如"丘状"和"星状"的表面微结构。通过扫描电子显微镜对碳纳米管薄膜的形貌进行表征,采用二极管形式测试了碳纳米管薄膜的场发射性能。实验结果表明,这两种碳纳米管薄膜都具有优异的场发射性能,10μA/cm~2时的开启电场分别仅为1.02 V/μm和1.15 V/μm,在外加电场为2.4 V/μm时的电流密度分别达到4.32 mA/cm~2和6.88 mA/cm~2。通过场发射FN的曲线计算得到的场发射增强因子分别为10113和6840。这两种碳纳米管薄膜优异的场发射性能与其表面的微结构有关。表面的粗糙结构增强了部分碳纳米管的局域电场,易于发射电子。     

非晶碳和碳纳米管混合薄膜的场发射性能

利用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上直接合成非晶碳和碳纳米管混合薄膜.采用氢气和甲烷作为反应气体,流量分别为100和16sccm.沉积室内的压强为5.0kPa.利用场发射扫描电镜(SEM)和喇曼谱(Raman)对制备的薄膜的结构和形貌进行了分析.场发射实验在5×10-5Pa的真空下进行.实验结果表明:制备的非晶碳和碳纳米管混合薄膜开启电场较低,仅有0.9V/μm;在电场为3.7V/p.m时电流密度达到4.0mA/cm2,发射点密集,分布均匀.表明此种材料是一种优良的场发射冷阴极材料.     

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。