碳纳米材料及其复合薄膜的制备与场发射性能的研究

发布时间：2021-08-08 01:17

　　场发射显示器是最具潜力能提供优质图像和综合性能的平板显示器之一。在场发射显示器的研究过程中,对阴极研究的热度一直不减。其中,碳纳米材料及其复合薄膜被认为是一种极具研究价值的场发射阴极材料。本文研究碳纳米材料及其复合薄膜的场发射性能,首先,对纯碳纳米墙的场发射性能进行了研究,另外,为获得性能优异的场发射材料,将二氧化钛/碳纳米管复合阴极涂覆到三维泡沫镍上,得到高性能的阴极材料,具体为:（1）碳纳米墙的场发射性能研究通过热丝化学气相沉积法（HFCVD）制备了具有场发射性能的碳纳米墙（CNWs）,同时通过调控反应气体组分的比例,制备出了不同形貌的CNWs,并对各个样品进行了场发射性能的测试。结合表征结果分析了不同形貌的CNWs场发射性能不同的原因,为提高碳纳米墙场发射性能的后续研究提供了一定的参考。（2）高性能二氧化钛/碳纳米管复合薄膜在泡沫镍衬底上的场发射性能研究为了提升碳纳米材料的场发射性能,通过将二氧化钛/碳纳米管（TiO₂/CNTs）复合物涂覆在三维泡沫镍（Ni-F）基底上,我们得到了性能十分优异的场发射阴极。通过对比TiO₂/CNTs在三... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)CRT显示器工作原理示意图，(b)点阵场发射显示器器件示意图

图 1-2 金属的势垒示意图。Fig.1-2 Potential barrier for a metal.在 Iijima 发现了碳纳米管的四年后，de Heer 等人在对碳纳米管的研究中证实了射现象的存在[5, 6]。Heer 等人用多壁碳纳米管制备出一种微型电子枪，可以在 V 的电压下产生 100μA/cm2的电流密度，当电压增加到 700V 以上时，电流密度达到 100 mA/cm2以上，同时他们用 Fowler – Nordheim（F-N）模型来解释测量的电流。在没有外部施加偏压的情况下，金属真空电势如图 1-2 所示。μ 是费米能级，功 是把电子从费米能级拉到表面附近无场强施加的真空所需要的能量。电子从材面逸出主要有四种方式，分别是热电子发射、光电子发射、次级电子发射和场致发射。热电子、光电子和次级电子从材料表面逸出需要电子获得足够大的能量，

入射光（光子）的能量超过功函数时，导带中的电子可能克服势垒发射是指物体表面收到动能较大的电子或离子的轰击，从而导致离子获得能量而从其表面发射出来的现象。次级电子发射又包含三次级电子发射、反射型次级电子发射以及次级离子发射。场致电子子发射不同，不需要通过加热或者吸收光子能量来获得足够多的能势垒，实现逸出。在场致电子发射的过程中，电子会发生量子隧穿了加强电场时，电子能穿越势垒从而逸出材料表面[7]。此时，可以如图 1-3 所示。子、光电子和二次电子发射时需要足够能量来克服势垒不同，场致场强作用下，材料表面的势垒受到压抑，使得势垒的高度变低、宽度度窄到可以与电子波长度相比拟时，材料表面的电子即可穿过表面真空中形成场致电子发射。

【参考文献】：
期刊论文
[1]FED显示技术及其制作工艺探究[J]. 王惠.  科技视界. 2016(18)



本文编号：3328915