用机械破碎方法提高印刷碳纳米管薄膜的场发射性能

提出了一种可显著改善丝网印刷碳纳米管(CNTs)薄膜场发射特性的后处理方法,用机械压力通过隔离层对附着于CNTs表面的无机物进行原位破碎,并用高速气流清洁薄膜表面.同其他方法相比,机械破碎方法既不会在处理后的阴极表面留下残留物,也不会使薄膜受损.场发射特性测试表明,与未处理薄膜相比,经过处理的CNTs薄膜的开启场强从2.7V/μm降低到1.7V/μm,同样面积的薄膜(印刷面积为40mm×40mm)在4.2V/μm场强下的发射电流由70μA提高到了950μA,说明机械破碎处理对于提高薄膜的场发射特性有明显作用.该方法在碳纳米管场发射显示器的制作中具有很好的实际应用价值.     

单壁碳纳米管中单空位结构演化及相关电子态研究

以带帽(capped)型单壁碳纳米管(SWCNTs)为研究对象,采用紧束缚方法,对单壁碳纳米管中单空位导致的几何结构和电子结构的演化进行了系统的研究.总能-原子间距关系、格位能以及能量过渡曲线表明,单壁碳纳米管中的单空位将会演化为总能较高的"3DB"型亚稳态结构和总能最低的"5-1DB"型稳定结构.此外,文中计算了管壁-尖区不同位置引入空位的不同缺陷体系的空位形成能和电子结构,分析了空位位置与缺陷体系稳定性之间的关系,以及对场发射性能的可能影响.     

碳纳米管的制备与应用

综述了清华大学机械工程系纳米碳材料实验室10年来在碳纳米管相关领域的研究成果。采用浮动催化法制备了多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和定向碳纳米管薄膜,针对各种产物的结构特点,研究了碳纳米管在力学、电学、复合材料、双电层电容器、场发射、储氢和环保等方面的性能。不同类型的碳纳米管具有不同的力学、电学和吸附性能,具有潜在的应用前景。     

面阵硅场发射阵列的离子束刻蚀

利用光刻热熔法及氩离子束刻蚀技术制作１２８×１２８元面阵硅场发射器件,采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和表面探针等测试手段分析所制成的面阵硅微尖阵列和硅微台（微环尖）阵列的表面微结构形貌特点．所制成的面阵硅微尖和硅微台（微环尖）器件的图形整齐均匀,达到了预定的各项指标的要求．实验表明,所采用的器件制作方法有较大的实用价值．     

碳纳米管的手性对发射电流的影响

建立了SWCNT的发射电流与外加电场之间的关系式，分析了SWCNT的手性结构对发射特性的影响．数值计算的结果表明，在电场相同、管径相近的情况下，发射电流从大到小依次为锯齿型(金属性)、扶手椅型、手性(金属性)、手性(半导体性)和锯齿型(半导体性)管．     

Microstructure and properties of Si-TaSi2 eutectic in situ composite for field emission

The Si-TaSi2 eutectic in situ composite for field emission is prepared by electron beam floating zone melting (EBFZM) technique on the basis of Czochralski (CZ) crystal growth technique. The directional solidification microstructure and the field emission properties of the Si-TaSi2 eutectic in situ composite prepared by two kinds of crystal growth techniques have been systematically tested and compared. Researches demonstrated that the solidification microstructure of EBFZM can be fined obviously be-cause of the relatively high solidification rate and very high temperature gradient, i.e. both the diameter and inter-rod spacing of the TaSi2 fibers prepared by EBFZM technique were decreased, and the density and the volume fraction of the TaSi2 fibers prepared by EBFZM technique were increased in comparison with that of the TaSi2 fibers prepared by CZ method. Therefore the field emission property of the Si-TaSi2 eutectic in situ composite prepared by EBFZM can be improved greatly, which exhibits better field emission uniformity and straighter F-N curve.     

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.     

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.     

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。