影响氧化锌纳米材料场发射性能的因素

采用物理气相沉积的方法通过控制生长参数,在硅衬底上获得不同形貌的氧化锌纳米阵列.在金属场发射系统中测量了它们的场致电子发射性能,发现阴极发射电流不稳定主要是由于氧化锌纳米阵列的不均匀性造成的.采用高压励炼技术可以增强氧化锌场发射的稳定性,使电流波动明显降低.此外,形貌对氧化锌纳米阵列的场发射电流密度和阈值电压有明显影响,而且不同形貌的氧化锌纳米阵列的抗溅射能力也不相同.     

Fe-ZnO(000)体系的界面化学作用及表面形貌

采用同步辐射光电子能谱、原子力显微镜及场发射扫描电镜等技术研究了3 nm Fe薄膜在极性ZnO(000(-1))表面的沉积和退火过程中的界面化学过程.结果表明:在低覆盖度下,Fe价层电子与极性ZnO表面间存在较强电子迁移作用;当覆盖度超过1个原子层后,Fe与ZnO的反应在热力学上被禁阻;室温下Fe在表面形成直径约为20 nm的岛状结构,通过对样品退火处理,发现Fe-ZnO在600℃时开始发生强烈作用,形成Fe的氧化态峰,并于800℃完全转换为Fe2 ,随着退火温度的继续提高,Fe有继续向Fe3 转变的趋势,并在ZnO表面形成直径120 nm左右的氧化物岛结构.     

碳纳米管/纤维阴极场发射平板显示器研制

探索了从碳纳米管/纳米纤维（CNT/CNF）的制备到CNT/CNF阴极场发射平面显示器(c-FED)封装的工艺流程.用化学气相沉积方法,优化制备条件获得了纯度较高的CNT/CNF;以 CNT/CNF和低压荧光粉为原料,采用丝网印刷工艺制作显示器的阴极和阳极;采用类真空荧光显示器的封装工艺封装了c-FED样管.所研制的c-FED具有优良的场发射性能,较好的均匀性及发光密度,黄色荧光粉的c-FED在电场为 2.7 V/μm时的亮度可达600 cd/m².因该显示器使用普通玻璃作为阴阳极基板,整个工艺流程在大面积和实用化方面有很好的应用潜力.      

碳基薄膜场致电子发射研究进展

碳基薄膜,如金刚石、类金刚石（DLC）和碳纳米管（CNT）等,具有独特的电子、力学、化学特性,且易制备,作为冷阴极场发射材料在平板显示领域有潜在的应用价值而引起了人们的极大兴趣。简要回顾了碳基薄膜的发展历史,综述了碳基薄膜的场发射机理及研究进展。     

单壁碳纳米管及其电学特性研究

制造和提纯了单壁碳纳米管 (SWCNTs) ,用水溶胶体将其竖直地组装在Au薄膜表面 .用此组装技术制造了扫描隧道显微镜 (STM)的针尖 ,成功地观测到了Au晶粒的形貌像和高定向石墨 (HOPG)的原子像 .将单根SWCNT组装在W尖前端 ,置于场发射显微镜 (FEM)系统中 ,观察到了SWCNT开口端的碳原子电子发射像 .测量了站立在Au表面SWCNT的电学特性 .其电子态分布 ,有的呈现半导体特性 ,有的为金属特性 .这种组装技术可用于制造高亮度相干电子源、高分辨场发射显示器、高性能的扫描探针显微镜 (SPM)针尖和组装纳米电子器件等 .     

旋涂法制备纳米ZnO阴极涂层及场发射性能

采用水热法制备了烟花状的纳米氧化锌,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征与分析.然后通过旋涂技术将掺入不同质量的氧化锌沉积到镍衬底上,经过热处理后进行了形貌表征和场发射特性的测试.结果表明:制备的样品是六方纤锌矿结构的花状纳米晶,镍基片上沉积的纳米ZnO涂层具有突出的发射体尖端且分布较均匀;在一定范围内,电流密度随掺杂氧化锌粉末的增多而增大,开启场强逐渐下降.原因是随着ZnO的增加,有效地增强了涂层的电子输运能力,增加了有效发射体数目进而提高了场增强因子.最后,分析了涂层的场发射机制.     

Growth mechanism of octahedron-like BaMoO4 microcrystals processed in microwave-hydrothermal: Experimental observations and computational modeling

Octahedron-like BaMoO4 microcrystals were synthesized by the co-precipitation method at room temperature and processed in microwave-hydrothermal at 413 K for different times （from 30 min to 5 h）. These microcrystals were analyzed by X-ray diffraction （XRD）, field-emission gun scanning electron microscopy （FEG-SEM） and transmission electron microscopy （TEM）. XRD patterns showed that this material presents a tetragonal structure without the presence of deleterious phases. FEG-SEM and TEM micrographs revealed that the BaMoO4 microcrystals present an octahedron-like morphology with agglomerate nature and polydisperse particle size distribution. These micrographs also indicated that the microcrystals grow along the [0 01 ] direction. The observed crystallographic planes in these structures were modeled computationally and a crystal growth model was proposed in order to explain the morphological changes as a function of processing time.     

单颗粒CVD金刚石的场发射

利用改造的扫描电子显微镜(SEM)设备，在SEM腔体中利用钨(W)探针测试了单颗粒金刚石的I-V与场发射特性，结果表明结晶良好的金刚石的I-V特性服从欧姆定律，而孤立的菜花状金刚石颗粒(cauliflower-like diamond)的I-V特性基本符合Pool-Frenkel输运特性.场发射特性表明，结晶良好的金刚石薄膜基本没有场发射，而孤立的菜花状的金刚石颗粒具有一定的场发射.CVD金刚石的场发射过程中，缺陷对电子的输运起主导作用.     

石墨基底上垂直生长碳纳米管为芯的碳锥结构

采用一种改进的化学气相沉积方法，成功地在石墨基底上自组装生长出以碳锥为支撑的、碳纳米管为芯的新型功能材料.该结构的材料可以用作扫描电子显微镜探针和场发射电子显微镜的针尖.利用电子显微镜研究了不同合成条件对该碳纳米管与碳锥结构生长的影响，给出了最优生长条件，并讨论了生长机制. 关键词： 碳锥 碳纳米管 化学气相沉积 场发射     

Electron emission degradation of nano-structured sp^2-bonded amorphous carbon films

The initial field electron emission degradation behaviour of original nano-structured sp^2-bonded amorphous carbon films has been observed, which can be attributed to the increase of the work function of the film in the field emission process analysed using a Fowler-Nordheim plot. The possible reason for the change of work function is suggested to be the desorption of hydrogen from the original hydrogen termination film surface due to field emission current-induced local heating. For the explanation of the emission degradation behaviour of the nano-structured sp2-bonded amorphous carbon film, a cluster model with a series of graphite （0001） basal surfaces has been presented, and the theoretical calculations have been performed to investigate work functions of graphite （0001） surfaces with different hydrogen atom and ion chemisorption sites by using first principles method based on density functional theory-local density approximation.