碳纳米管冷阴极大电流发射机理的研究

本文对碳纳米管冷阴极的场致发射机理进行了理论和实验研究.研究发现,如果场致发射冷阴极的发射面积很小,有可能得到较大的发射电流密度.当发射面积增加时,冷阴极的平均发射电流密度迅速下降,很难得到大的束电流.研究表明,在碳纳米管冷阴极的场致发射现象中,边沿场的场致发射现象起着非常重要作用.如果仅仅增加发射面积,边沿发射电流增加不多,这导致了平均发射电流密度的下降.因此,在阴极结构中增加发射体的边沿,则可有效提高阴极的发射电流.     

广角均匀照明效果的灯具设计

设计了圆环型的灯心结构,在期望张角处布置反射光线照度峰值的办法,得到了表达所期望镜面的一 阶二次微分方程。经过数值求解和函数拟合,确定了球冠结构的反射侧面。当在球冠下方加装圆锥型镜面之后, 进一步提高了广角内的照度均匀度。设计方案将９０°张角内的照度不均匀度从设计前的６５％改善到了±１５％之内。     

四针状氧化锌纳米材料的发射稳定性研究

采用四针状氧化锌纳米材料作为阴极发射体制作了真空场发射二极管,观察其阴极发射电流的稳定性。在实验过程中,阴极发射电流的波动幅度在2％以下,说明四针状氧化锌纳米发射体具有较好的发射稳定性。     

火箭炮大推力机电伺服作动器疲劳稳定性研究

火箭炮大推力机电伺服作动器是以高精度行星滚柱丝杠为核心部件的直线传动机构。为研究行星滚柱丝杠副疲劳稳定特性,开展了行星滚柱丝杠无故障与有故障疲劳对比试验;通过试验数据曲线,分析了行星滚柱丝杠副轮齿缺损和有无润滑脂两种工况对丝杠副负载、位移、转速、温升的影响。研究结果表明,在部分轮齿缺损或无润滑脂两种工况下,行星滚柱丝杠副依然可以保持较为稳定的负载、位移、转速、温升曲线;火箭炮大推力机电伺服作动器行星滚柱丝杠副在轮齿受损或少润滑脂情况下可免维护或少维护使用。     

振动诱导微结构粗糙表面水滴Wenzel-Cassie状态转变特性

以聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底采用光刻蚀技术制备了微方柱结构粗糙表面。采用高速摄影对液滴在垂直振动作用下的动态浸润状态进行了图像采集。通过对水滴振动过程中的动态浸润特性分析,研究了粗糙表面水滴的Wenzel-Cassie浸润状态转变特征。结果表明,对于一定尺寸的Wenzel状态水滴,只有当施加的振动能量超过某一阈值时,微方柱粗糙表面Wenzel状态液滴才可以发生向Cassie状态的完全转变,且存在发生Wenzel-Cassie浸润转变的阈值范围;此外,当外加振动频率和液滴固有频率一致时,即在共振频率时,液滴发生Wenzel-Cassie状态转变需要的能量最小。外加振动频率偏离液滴固有频率越远,发生Wenzel-Cassie状态转变需要的能量最大。基于表面化学和振动力学理论,建立了液滴发生Wenzel-Cassie转变时的物理模型。     

单结GaAs量子阱太阳能电池

介绍了采用金属有机化学气相沉积方法制备的单结GaAs量子阱太阳能电池.X射线双晶衍射表明电池中的材料缺陷较少,具有良好结晶质量与周期性.光谱响应实验表明量子阱结构的引入可以扩展吸收光谱.与无量子阱结构的电池相比,量子阱电池增加了输出电流,但同时也带来了开路电压的下降.量子阱电池在长波范围内短路电流明显增加,使得量子阱电池可以代替三结电池中的中间电池,优化电池结构设计,提高三结电池的转换效率.     

新型前栅极CNT-FED的研究

传统的前栅极场致发射显示板由于介质层和栅极的制作在生成或制作阴极场致发射源之后，在制造过程中容易破坏场致发射源；另外阴极发射对介质层厚度、阳极电压和调制极开口等参数非常敏感，所以器件的发射均匀性难以保证。为了解决这些问题，引入了类似HOP玻璃的结构。阴极上只需要丝印碳纳米管，无需制作介质层和栅极，解决了场致发射源被破坏的问题。阴极与栅极之间真空取代了介质层，由于真空的绝缘性能高于介质层，所以阴极与栅极之间的距离可以减小，栅极的调制效果更显著。由于玻璃的平整度高于一般方法制作的介质层的平整度，所以器件的发射均匀性比较好。     

碳纳米管薄膜场发射器件中栅极的调制特性研究

三极结构的场发射器件的研究备受关注,栅极的调制特性是三极结构的主要研究对象.本文通过计算机模拟分析碳纳米管薄膜层表面的电场分布,结合在二极结构中碳纳米管薄膜发射的实验结果,将两者代入Fowler-Nordheim公式中求得三极结构中阴极发射电流,得到不同栅极电压对发射电流的调制关系.     

超疏水表面液滴的冷凝成长特性研究

利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻技术制备了微方柱状超疏水表面,分析了冷凝条件下超疏水表面液滴的冷凝生长特征,发现液滴的生长过程可分为微液滴成核冷凝独立生长、冷凝微液滴合并生长以及大液滴生长3个阶段。超疏水表面初始合并的液滴呈Wenzel-Cassie状态和Wenzel状态,随着冷凝液滴的成长,液滴的液-固接触面积与粗糙结构表面的表观面积之比f随着冷凝液滴尺寸的增大而增大,Wenzel-Cassie状态向完全Wenzel状态转变。最后分析了超疏水性破坏的原因。