碳納米材料制備及其場發(fā)射特性研究.pdf

1、場發(fā)射陰極作為真空微電子器件的核心部分，其性能的好壞直接影響真空微電子器件的整體性能。因此，尋找實用的場致發(fā)射陰極材料，優(yōu)化場發(fā)射陰極制備工藝成為真空微電子器件的研究重點。本論文對場致電子發(fā)射(場發(fā)射)的發(fā)展作了回顧，并對場發(fā)射理論和應(yīng)用等作了一些介紹。 已有的碳納米材料包括一維的碳納米管、碳納米纖維，以及二維的碳納米片等材料具有的大的長寬比，低功函數(shù)，良好的導(dǎo)電性和納米級的尖端，使它能夠在相對較低的電壓下就能長時間發(fā)射電子，因

2、此被認(rèn)為是一種優(yōu)良的場發(fā)射材料。本論文在碳納米管生長和場發(fā)射特性研究、新型場發(fā)射體Graphene制備及其場發(fā)射特性研究等方面做了如下一些探索： 1、利用工業(yè)上的可膨脹石墨，經(jīng)微波爐加熱、超聲分散制備了Graphene，其厚度最薄處為2nm。 2、比較了微波加熱和常規(guī)加熱的方式對可膨脹石墨膨脹倍率的影響。 3、對納米石墨品進行了場發(fā)射的研究。制備的石墨片場發(fā)射效果較差，在氮氣和氫氣氣氛下退火都沒有改善。經(jīng)過真空退

3、火后，Graphene的場發(fā)射效果明顯提高，測試表明，開啟場為1.7V/μm，閾值場為3.7V/μm。 4、利用磁控濺射制備催化劑，然后用催化裂解乙炔進行了碳納米管的生長，比較了有無緩沖層對碳納米管形貌的影響，以及不同的催化劑厚度下生長的碳納米管形貌和場發(fā)射性能的不同。減小催化劑厚度和密度能減小碳納米管的管徑并提高場發(fā)射效果。 5、利用直接生長法制備場發(fā)射陰極。在磁控管陰極上濺射催化劑生長了碳納米管，場發(fā)射測試結(jié)果表明，