后栅结构四针状纳米ZnO场致发射显示器的研制

为了解决二极结构FED驱动电压高的问题,设计制作了后栅式三极结构纳米ZnO场致发射显示器,进行了场致发射实验,验证这种结构的可行性。采用丝网印刷厚膜技术实现后栅极结构FED的制作,工艺简单,实现了较低电压的调制。对影响场致发射性能的栅极电压、阳极电压进行了分析讨论。将阴栅极板和荧光屏封装成5英寸三极结构的场致发射显示器,实现了稳定的场致电子发光显示。     

平栅极结构碳纳米管场发射性能实验

研究了碳纳米管(CNT)场发射显示器(FED)三电极结构的平栅极结构,得到了进一步降低场致发射的开启电压和缩小动态调制电压范围的方法,同时也为相关的场发射安全操作提供了借鉴。实验表明:二极结构场发射调制电压范围较大,调制电压达上千伏,而在三电极的平栅极结构中通过调节阳极电压不仅可控制显示亮度,还对栅极调制电路有保护作用。适当升高阳极电压、适当缩短阴极和阳极之间的距离以及阴栅极经老化后可减小栅极调制电压, 同时还能有效的降低场致发射的动态调制电压的范围。这对新一代的显示器研制提供帮助。     

三极结构四针状纳米ZnO场致发射显示器的研究

针对二极式场致发射显示器(field emission display, FED)驱动电压过高的问题, 设计制作了前栅极式三极结构纳米ZnO场致发射显示器, 并进行了场致发射实验, 验证这种结构的可行性.前栅极结构采用喷砂工艺结合光刻技术, 制作出微细的栅孔结构, 实现了较低电压的控制.同时对影响场致发射性能的栅极电压、栅孔开口尺寸和介质层厚度进行了分析讨论.实验结果表明:采用三极结构四针状纳米ZnO场致发射显示器具有良好的发射性能, 是一种有前途的场致发射显示器.     

器件参量对栅极调制碳纳米管冷阴极的影响(英文)

基于电场叠加原理,利用悬浮球模型给出了带栅极纳米管顶端电场与电场增强因子,分析了碳纳米管与衬底之间的接触电阻、器件几何参量以及阴栅极之间的电介质对器件场发射性能的影响.结果表明:接触电阻大大降低了碳纳米管阴极的场发射电流,当接触电阻超过100kΩ时,发射电流密度非常小,此时需要更高的阳极开启电压;当阴栅极之间的电介质为真空时,阴极电子发射性能最佳;除了碳纳米管的长径比之外,栅孔半径、阴栅极间距以及阳极距离等的优化设计,也能提高器件发射性能;通过栅极偏压的调制,可以降低阳极驱动电压.     

碳纳米管场发射显示器的研究进展

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,利用碳纳米管作阴极的场致发射平板显示器件的研究是目前显示技术领域的研究热点之一。报道了场发射显示器（FED）的结构及工作原理、阴极发射材料应具有的特点及碳纳米管在场发射领域中的应用情况。详细地论述了碳纳米管的场致发射特性,包括开启电场、发射电流密度、电流稳定性及发射点密度等,对国内外碳纳米管场发射显示器的发展现状及趋势作了回顾和展望,并对目前所面临的主要问题作了分析,同时提出了一些改进的思路。     

一种平行栅碳纳米管阵列阴极的场发射特性研究

建立一种平行栅碳纳米管阵列阴极,利用悬浮球模型和镜像电荷法进行计算,给出碳纳米管顶端表面电场与电场增强因子的解析式. 在此基础上,进一步分析器件各类参数以及接触电阻对阴极电子发射性能的影响. 分析表明,碳纳米管间距大约为2倍碳纳米管高度时阵列阴极的分布密度最佳,靠边缘部位的碳纳米管发射电子能力比其中心部位的大;除碳纳米管的长径比之外,栅极宽度和栅极间距也对电场增强因子有一定作用;接触电阻的存在大幅度降低碳纳米管顶端表面电场与发射电流,而接触电阻高于800 kΩ时,器件对阳极驱动电压的要求更高. 关键词： 平行栅碳纳米管阵列 悬浮球 场增强因子 接触电阻     

基于图形化生长纳米氧化锌场致发射阴极阵列的研究

采用光刻技术在覆盖有氧化锌(ZnO)薄膜的ITO玻璃片衬底上实现图形化生长,结合水热法在衬底上制备出结构完整、排列一致的ZnO矩形和圆环型单元阵列。在图形化的基础上二次生长ZnO纳米锥阵列,锥长度最大可达到10μm,远大于一次生长的长度,并且发现锥顶有很多精细的类似针状的纳米量级微细结构。分析了非图形化、图形化一次以及图形化二次生长的ZnO纳米锥阵列的场致发射性能。使用图形化二次生长的ZnO纳米锥阴极阵列制作了12.7cm(5inch)的场发射显示器(FED),能实现全屏发光。实验结果表明,图形化二次生长的ZnO纳米锥阵列发射电流密度为最大,可达0.6mA/cm2,其开启场强为2.5V/μm。图形化生长ZnO纳米锥的方法是一种能较好改善材料场发射性能的好方法,为寻求良好场发射性能材料的制备提供了一条有效的实验途径。     

生长温度对纳米氧化锌场发射性能的影响

采用锌粉和银粉为蒸发源,用热蒸发法不同温度下制备了四针状纳米氧化锌,并以单独的锌粉做对照。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌,X射线衍射(XRD)谱表征其晶体结构。采用丝网印刷方法将其制备为场致电子发射阴极,将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极结构场致发射显示屏,并进行了场致电子发射特性对比实验。结果表明较高温度制备的氧化锌具有较好的场致发射性能;掺杂银粉的蒸发源制备的样品的发射性能明显优于没有掺杂银粉的样品。实验证明ZnO是一种优良的场致发射冷阴极材料,在真空电子方面具有广阔的应用前景。     

四角状氧化锌纳米材料的场致发射平板显示器

利用真空封装工艺，制备了四角状氧化锌纳米材料的平板显示器，研究了其阴极的场致发射的特性，实现了显示器的全屏点亮.通过显示器稳定性的讨论，发现四角状氧化锌纳米材料在低真空也能有较好的场发射特性.实验结果表明了氧化锌纳米材料是一种很好的场致发射阴极材料. 关键词： 纳米材料 场致发射 平板显示器     

氧化锌纳米线的紫外光耦合增强场电子发射特性

本文采用热化学气相沉积方法制备氧化锌纳米线阵列, 研究氧化锌纳米线阵列在紫外光辐照下的场电子发射特性. 实验结果表明, 在紫外光辐照下, 氧化锌纳米线场发射开启电压降低, 发射电流明显增大. 机理分析认为, 氧化锌纳米线紫外光增强的场发射源自场电子发射与半导体耦合作用, 紫外光激发价带电子跃迁到导带和缺陷能级使发射电子数量增加, 同时, 光生电子发射降低了发射材料表面的有效功函数, 从而显著增强场电子发射性能. 氧化锌纳米线具有紫外光耦合增强场电子发射特性, 在光传感、冷阴极平板显示和场发射电子源等方面具有潜在的应用价值.     

氧化锌纳米棒场发射性能研究

采用简单物理气相沉积法制备出取向和非取向的氧化锌纳米棒，他们的场致电子发射性能测量结果表明，ZnO纳米棒具有较好的场发射性能，但是高度取向的ZnO纳米棒阵列并不利于获得高的场致电子发射电流密度.这可能是由于高密度ZnO纳米棒之间具有较高的屏蔽效应，降低了ZnO纳米棒阵列的场放大因子，从而影响了其场发射性能.相反，非取向ZnO纳米棒由于相互之间的屏蔽效应比较弱，而且表面存在容易成为发射中心的微小突起，表现出较好的场发射效果.这些结果不仅有助于加深我们对准一维纳米材料场致电子发射性能的理解，也为未来场发射电子器件的实际应用提供了可靠的依据. 关键词： 氧化锌 场发射 非取向     

静电自会聚六硼化镧电子枪的研究北大核心CSCD

设计并制作了一种用于X射线管的电子枪。以具有优异电子发射能力的六硼化镧阴极代替传统钨阴极,采用石墨热子加热的夹持式阴极结构;电子光学系统采用静电自聚焦方式,设计了具有梯形聚焦槽的单圆筒电极聚焦结构,避免了聚焦电极的引出;完成了阴极罩、阴极筒以及陶瓷芯柱等阴极组件的设计与封接。测试结果表明,当六硼化镧阴极为4.5 mm×0.8 mm的平面发射体结构时,在阴极温度1 500℃,阴阳极间距3.5 mm,阳极电压2 500 V条件下,热发射电流达到65 m A,且发射稳定性良好。在120 k V阳极电压下,电子枪在X射线样管中的性能测试结果表明,样管具有良好的电压电流开关特性,验证了该电子枪用于X射线管的优越性。     

静电自会聚六硼化镧电子枪的研究

设计并制作了一种用于X射线管的电子枪。以具有优异电子发射能力的六硼化镧阴极代替传统钨阴极,采用石墨热子加热的夹持式阴极结构;电子光学系统采用静电自聚焦方式,设计了具有梯形聚焦槽的单圆筒电极聚焦结构,避免了聚焦电极的引出;完成了阴极罩、阴极筒以及陶瓷芯柱等阴极组件的设计与封接。测试结果表明,当六硼化镧阴极为4.5 mm×0.8 mm的平面发射体结构时,在阴极温度1 500℃,阴阳极间距3.5 mm,阳极电压2 500 V条件下,热发射电流达到65 m A,且发射稳定性良好。在120 k V阳极电压下,电子枪在X射线样管中的性能测试结果表明,样管具有良好的电压电流开关特性,验证了该电子枪用于X射线管的优越性。     

生长温度对碳纳米管阴极场发射性能的影响

碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)场发射平面显示器(Field Emission Display,FED)与其他显示器比较显示了其独特优点,被认为是未来理想的平面显示器之一。碳纳米管阴极作为器件的核心部分,其性能的好坏直接影响显示器的性能。针对30~60英寸(76.2~152.4cm)大屏幕显示器所用的厚膜工艺,即采用丝网印刷法制备了碳纳米管阴极阵列,研究了化学气相沉积法在不同温度下生长的CNTs的场发射电流-电压特性,找到了适合FED用碳纳米管的最佳生长温度。结果表明生长温度越高(750℃),CNTs场发射性能越好。并用荧光粉阳极测试这些CNTs的场发射发光显示效果,验证了上述结论。     

真空微电子器件的数值模拟计算与分析

本文用数值方法和场致发射的福勒—诺德海姆公式计算了薄膜场致发射阴极(TFFEC)的伏安特性和其应用于平板显示系统的空间扩展特性以及格雷型场效应管的时间响应特性 通过计算得到了TFFEC在不同失端和表面形状情况下的伏安特性曲线,并分析了阴极结构的一致对其发射的均匀性和稳定性的影响。应用TFFEC的新型平板显示系统,其空间分辨能力与阳栅距、栅极电压有很大关系。格雷型场效应管具有皮秒级的响应时间。     

基于铟锡氧化物/Ti复合电极的高亮度碳纳米管场致发射冷阴极

通过制作亲碳性铟锡氧化物(ITO)/Ti复合电极,改善移植型碳纳米管(CNT)冷阴极的导电电极与CNT膜层之间附着性能,从而消除CNT与电极间的界面势垒和非欧姆接触对CNT阴极场发射均匀性和稳定性的影响.采用磁控溅射技术和丝网印刷工艺制作了ITO/Ti基CNT阴极.用X射线衍射仪和场致发射扫描电子显微镜表征CNT阴极结构,结果显示热处理后的ITO/Ti基CNT阴极中可能有TiC相生成,从而使得导电电极与CNT形成有中间物的强作用体系.该体系降低甚至消除电极与CNT之间的界面势垒,增加了CNT与电极间形成欧姆接触的概率.用四探针技术分析电阻率,结果表明ITO/Ti复合电极具有电阻并联效果,CNT阴极导电性能提高.场致发射特性测试表明ITO/Ti基CNT阴极的场致发射电流达到384μA/cm2,较普通ITO基CNT阴极的场致发射电流有显著提高,能够激发测试阳极发出均匀、稳定的高亮度荧光.制作ITO/Ti复合电极是实现场致发射稳定、均匀的低功耗CNT阴极的有效途径.     

四针氧化锌制备及其场致发射特性

采用了VS(Vapor-Solid)的方法制备了四针状ZnO,以此作为场致电子发射的冷阴极材料。并对材料进行了扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)测试分析,揭示其表面形态和晶体结构。同时将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极管结构场致发射显示屏,并进行了场致发射特性实验。该二极管结构的开启电压为3.6V/μm,其阈值电压为6.6V/μm,相应的电流密度为0.2mA/cm2,并且具有稳定的电流密度和均匀的显示效果。实验证明ZnO是一种优良的场致发射冷阴极材料,具有广阔的应用前景。     

薄膜后栅型SnO_2场发射显示器的制备及性能研究

利用光刻、阳极氧化和剥离技术在玻璃基底制备薄膜后栅型场发射阵列,采用丝网印刷技术将一维SnO2纳米发射材料转移至后栅结构的阴极电极上,借助光学显微镜和扫描电镜观测薄膜后栅型场发射阴极阵列,利用ANSYS软件模拟了不同条件下阴极电极附近电子运动轨迹.结果表明,一维SnO2纳米线在阴极电极衬底上分布均匀,电子束斑随着阳压的...     

太赫兹源场致发射电子源

通过粒子模拟(PIC)软件模拟计算了在ps级别下二极与三极结构碳纳米管场致发射的电流密度与电子注聚焦性能。阳极电压在2 kV时,二极结构下电流密度达到1.85 A/cm2;三极结构下,栅压700 V时发射电流密度达到2.3 A/cm2,且在一定的三极结构参数与电极电压下,可以获得较好的电子注聚束效果。通过碳纳米管二极管发射实验,获得了6.6 A/cm2的发射电流密度,总发射电流达到52.1 mA,可以为太赫兹器件提供连续发射的电子注。     

导电高分子场发射特性研究

用掺杂樟脑磺酸的聚苯胺(PANI-CSA)形成的导电高分子制成的薄膜作为场致发射的阴极材料,用覆盖了荧光层(ZnO：Zn)的氧化铟锡(ITO)做阳极,由所制成的显示器件得到比较稳定的场致电子发射,并具有较低的场发射阈值电压。通过研究导电高分子薄膜形貌,初步分析了场发射电流机制。认为导电高分子薄膜产生场发射的原因是薄膜在高电场作用下,首先在平整的高分子薄膜表面形成了尖锥和凹陷,提高了场强增强因子(β)。