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。     

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。     

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。     

CVD法和丝印法制作的碳纳米管场致发射冷阴极的研究

本文研究了丝网印刷法和CVD生长法制备的碳纳米管冷阴极的场致发射性能.结果表明,在没有模板的情况下,通过CVD生长的碳纳米管的直径与催化剂颗粒的直径有关,随催化剂颗粒的直径变化而变化,生长方向是随机的,但大电流发射稳定性较差;用丝网印刷方法制作的碳纳米管致发射冷阴极,场发射电流发射较稳定.     

碳纳米管阵列栅极冷阴极场发射增强因子的计算

垂直于栅极冷阴极六角排列的碳纳米管(CNTs)阵列是最具有应用前景的CNTs场发射平面显示器结构.计算了该结构尖端及侧壁的电势和电场分布以及场增强因子.计算结果表明:CNTs尖端处电场强度很大,随着半径Υ的增加,电场强度急剧减小;CNTs长径比L/Υ越大,尖端电场越强;栅孔半径R越大,CNTs顶端电场强度越小.     

微图形定向碳纳米管场发射阵列冷阴极的研究

本文介绍了一种微图形化碳纳米管场发射阵列冷阴极,每个图形的直径仅为1μm,构成一个发射单元。制作工艺如下：首先在硅（100）基片上沉积氮化钛缓冲层,然后采用曝光工艺获得直径为1μm的胶孔阵列,沉积催化剂铁,最后采用直流等离子体增强化学气相沉积（DC-PECVD）生长直立的碳纳米管。并对17500个发射单元的阵列阴极进行了表面形貌表征及场发射特性测试。结果表明,碳纳米管阵列阴极的一致性较好;最低开启电场为1 V/μm;电场为17 V/μm时,测得的电流密度已达到90 mA/cm^2;发射电流为550μA时,在2.5 h内的波动小于5.6%。     

电场诱导直接生长碳纳米管技术研究

本文将电场诱导与热化学气相沉积(CVD)直接生长技术相结合,在合金基底上得到了垂直排列的多壁碳纳米管(MWNT)薄膜,MWNT直径约50 nm、长度约2～3μm.施加电场生长的MWNT的晶体性优于未加电场生长的MWNT,它们的拉曼光谱中D峰与G峰强度比值ID/IG平均值分别为0.76和0.87.垂直排列的MWNT与随机...     

基于碳纳米管长线场发射的真空测量

利用碳纳米管的场发射性质,研制了一种新型的真空测量装置。该装置采用了电离规的测量原理,它由碳纳米管阴极、阳极和收集极组成,通过测量离子流与电子流的比值来指示真空度。其中的碳纳米管阴极由碳纳米管长线制成,由于碳纳米管长线的宏观尺度,这种阴极可以高效地制备。在动态真空系统中测试了该装置的计量特性,结果在10-4～10-1 Pa的范围内有良好的线性特征。由于该装置采用了场发射阴极,它的功耗只有约5.5 mW。另外,相比于传统的热发射阴极,该装置没有明显的吸放气效应。这些特点使得它在密封真空器件,如场发射显示器,内部的真空测量中有广泛的应用前景。     

碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

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。     

紫外-可见光谱分析碳纳米管电泳液浓度对阴极场发射性能的影响

将酸化的碳纳米管(CNT)粉末、硝酸镁置于异丙醇溶剂中超声处理,制备成分散均匀的CNT电泳液.采用不同CNT浓度的电泳液在CrCuCr电极上电泳沉积CNT薄膜,并对阴极样品进行场发射性能测试;同时采用紫外-可见光谱仪对CNT电泳液进行光谱分析.结果表明,CNT浓度为0~0.13 g/L的电泳液在258 nm处存在光谱吸收,且其吸光度与相应CNT浓度呈良好的线性关系;当CNT浓度为0.12 g/L时电泳沉积制备的CNT阴极场发射性能较好,其开启电场为0.903 V/μm,当电场强度为1.395 V/μm时场发射电流密度为2.903 mA/cm2.利用紫外-可见光谱可以有效地分析电泳液中CNT浓度,为电泳沉积良好质量的CNT薄膜提供了保证.     

一种提高碳纳米管场发射特性方法

针对碳纳米管场发射显示器亮度低、发光均匀性差的问题,提出了氧化锌掺杂的方法.通过将氧化锌(ZBO)颗粒和碳纳米管(CNTs)及其他有机物按比例配成浆料,丝网印刷制作了阴极试样.场发射特性研究结果表明:与具有同样印刷面积的普通CNT试样比较,掺杂试样的开启电场从1.70 V/μm降低到1.17 V/μm;在2.05 V/μm场强下发射电流从185μA上升到510μA.且掺杂氧化锌试样具有较好的发射稳定性和均匀性.通过微观表征和特性测试,初步推断场发射特性的提高的原因:由于混合掺杂试样中氧化锌地填充在碳纳米管之间或者覆盖在顶上,提高了膜层导电性,改善了发射体的热传导性,且增加了有效发射体密度.     

Ionization vacuum gauge with a carbon nanotube field electron emitter combined with a shield electrode

The applicability of carbon nanotubes to an electron source for a Bayard-Alpert type vacuum gauge has been investigated. Three gauge configurations are designed to optimize the gauge performance. The optimized gauge, in which an additional shield electrode is fixed on a gate electrode, exhibits good measurement of linearity between ion current and system pressure from 10⁻⁷ to 10⁻² Pa. A gauge sensitivity of 0.05 Pa⁻¹ has been achieved under 100 μA emission current for nitrogen, comparable with 0.07 Pa⁻¹ of commercial ionization gauges.     

压电集成碳纳米管CNT增强功能梯度结构非线性建模与仿真

将碳纳米管(carbon nanotube, CNT)以梯度形式分布与基体材料结合,形成功能梯度(functionally graded,FG)结构.为了实现FG-CNT增强复合板在发生大变形时的准确计算,考虑四种典型的CNT分布形式,均匀分布、V型分布、O型分布和X型分布,建立基于Reissner-Mindlin板壳...     

二极管型碳基膜场发射显示器的制作(英文)

介绍了一套简单、低成本的制作二极管型碳基膜场发射显示器模块的制作方法.该显示单元模块为16 * 16矩阵型点阵,可根据实际需要拼接成各种尺寸.器件的阴极和阳极均采用丝网印刷技术,包括:阴极导电图形、CNT图形、阳极荧光图形的印刷.各膜层图形经过精心设计以实现矩阵选址.使用低玻粉将阴极和阳极烧结之后,采用超高真空排气台进行排气,然后装配上驱动电路,即实现了单元碳基膜场发射显示器模块的制作.另外,为了改善CRT荧光粉的黏附性差和电阻率低的问题,我们往CRT荧光粉浆料中分别加入了碳纳米管和硝酸镁,得到了更好的发光性能.     

纸基碳纳米管薄膜/叉指结构的超灵敏宽量程压力传感器（英文）

柔性压力传感器因其在可穿戴设备和人机交互界面中的潜在应用而备受关注.特别是在实际应用中,人们对具有高灵敏度、宽测量范围和低成本的压力传感器有很大需求.基于此,我们研制出了一种测量范围宽的超灵敏压力传感器.该传感器是以碳纳米管(CNT)均匀溶液直接喷在纸表面作为敏感材料,用光刻技术制成的叉指电极为结构.由于CNT大的比表面积、纸的多孔结构以及CNT与叉指电极有效接触的协同作用,压力传感器实现了从0到140 kPa的宽测量范围,并在15,000个测试周期内表现出良好的稳定性.对于纸基碳纳米管薄膜/叉指状结构(PCI)压力传感器,敏感材料与叉指电极之间的连接区域在较小的压力范围内占主导地位,而敏感材料的内部变化在大的压力区域起主导作用.此外PCI压力传感器不仅具有2.72 kPa-1(直到35 kPa)的高灵敏度,还可以检测小重量,如一颗绿豆(约8 Pa).当压力传感器贴附到人体表面时,可以监测生理信号,如手腕运动、脉搏跳动和语音识别.此外,压力传感器的阵列能够识别空间压力分布,有望实际应用于人机交互界面.     

碳纳米管表面化学镀银及场发射性能研究

利用化学镀方法对碳纳米管（carbon nano-tubes,CNTs）表面金属化镀银,研究表面化学镀银碳纳米管的场发射性能。碳纳米管经氧化处理后,表面存在一些羰基（CO）、羧基（—COOH）和羟基（—OH）等活性基团,经敏化、活化处理后,形成金属钯活化中心,进而还原金属银离子,从而获得表面化学镀银的碳纳米管。表面化学镀银碳纳米管阴极的开启电场约为0.19V/μm,当电场强度为0.37V/μm时,最大发射电流达6mA/cm2,场增强因子约为25565。实验结果表明,化学镀银层可以提高碳纳米管的电子传输和热传输能力,提高碳纳米管的场发射电流和发射稳定性,有利于碳纳米管在场发射平板显示领域的应用。     

碳纳米管薄膜的制备及场发射特性研究

在镀铝硅片上电沉积Ni催化剂,采用催化热解法制备了多壁碳纳米管薄膜,反应气体为乙炔、氢气和氮气。实验表明在电沉积液中加入正硅酸己酯作催化剂载体并进行退火后处理能有效减小碳纳米管管径．分析表明该纳米管直径在50～70nm间。测试了其场发射特性,其开启场强为8V／μm。最大发射电流密度为2mA／cm^2,已基本满足场发射平面显示器对发射电流密度的要求。     

有机溶剂高压气流法改善碳纳米管阴极场发射特性

针对丝网印刷碳纳米管阴极,提出有机溶剂高压气流法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性.利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜表征有机溶剂高压法处理前后CNT阴极表面形貌变化,并对处理前后CNT阴极进行场发射特性测试.结果表明,有机溶剂高压法处理后CNT阴极表面整洁无包覆,开启电场下降,场发射电流密度大幅度提升,发射点密度明显增大,均匀性提高,处理前后场增强因子比值为1:2.8.     

On the possible use of a commercial Penning gauge as a magnetic field sensor

Penning sensors were originally conceived to extend the measurement range of cold-cathode gauges in the direction of low pressures by introducing an additional constant magnetic field. This paper examines the possibility of using a commercially available sensor to measure magnetic field by keeping pressure constant. For the preliminary tests reported, a commercial Penning gauge was exposed to magnetic fields in the range of a few tens of mT to 1.1 T. Three different regimes were identified. In the first, up to 150 mT, the measured current increases linearly with the applied magnetic field. Following a very irregular transition region of the order of 50 mT, for fields between 200 mT and 1.1 T, the measured current decays relatively smoothly. The results suggest that the principle may be applicable for the measurement of steady-state fields in harsh environments, with high temperature and neutron fluence.