文档介绍：中山大学
硕士学位论文
碳纳米管场致相干电子发射模型研究
姓名:关锋
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:李志兵;刘小伟
20040520
摘要论文题目:毯麴苤萱担壬场塑曳逻筮魁攫型獗巍关键词:碳纳米管,场致发射,相干电子,微分散射藏甄泣;銎途塑矍硕士生:羞缝指导老爨:奎蠢基教授剖型旖淌过计算场致电子发射的散射波函数和微分散射截面,褥到外加电场下本文建立了单层闭口碳纳米管场致相干电子发射的理论模型。通场致穗子电子发那骣残斡哂性映叨妊Ψ直媛适朴缱单层碳纳涞管相干电子发射的干涉图形。,结果盟示碳纳米篱相位和纳米管朝向等信息。专
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言第一章前碳纳米镑的发现及意义缡米科技怒一门戳~惶狈断Q芯慷韵缶残窖Э疲的蓬勃兴起得益于扫瞄隧道盥微镜的闯世。作为一门新兴学科,纳米科技瑷空前的分辨率展现了一个可觅的原子分子傲界。目前它芭发展成纳米生物学、纳米噬予学、纳米材料学、绒米机械学及纳米化学等众多领域。纳米科技可能改变未来材料和器件的憋个面貌,产生性能极其优舅戆耪瓣彝功能巨大熬薪型嚣锌,并给久类带来鏊大戆缀济效懿。研究组织认为【,这是一场由纳米科技弓⒌男畔⒓际跤布母锩?学家预测,未来的微型晶体管和存储器芯片,将使计算机的速度和效率握裹委万接以上,侵其德量达到数万钇鞋:特,黪耗降低刭现在戆豆十万分之一。信息宽带可能会增大好几百倍,可折疆的盥示器将比目嚣瓣显示器亮浚高卡嵇。稳蘑生耪静辩菲垒锈豹部纬可掰合成交互律用的传感器和处理器,这将在疑难疾病的昂期诊治方面发挥重要作焉。纳岽辩援的发展,标示着入类静加工能力已经迈入了一个新的微观世晃,在这个世界中物质的运动受量子力学原理的支酝。逶零馕况下碳懿稳定单袋,是以覆子阕牮踊绞脚旎蝽办嘤层状结构的石墨相物质。这种层状结构使得石墨的电导体现出高度的各扁异毪,被称两二维材料。丽它的同素髯形体金刚石,是自然界最硬的物质,原予之闻是以踊绞浇岷稀K哂チ⒎浇峁梗荒为碳元素的三维材料。霉维结构的碳的同素异形体。由个六元环和个五元环组成,每个五元环被溉个六元环包稠,形成球面。
碳纳米管场致发射的研究现状的发现进一步丰富了人们对碳元素的认识,由此激起人们探究其物性窝结捣熬※趣。年,德謦逶遘氦气氛中夏墨掺露爨放电豹方法合成大凝高纯度的。薄R荒暌院螅蒲Ъ以谟猛干涞缱酉晕⒕鄄獾缁》诺绲囊跫ǔ粱锸保馔獾胤⑾忠恢衷仓寸构豹碳管㈧。它是一种出多层类奘ń峁沟牧咝瓮窬砣评鱿返闹空同轴“微管”,层阈距约为U庵仲殉ざ瓤裳∥⒚琢考叮径大约程几续米至《足卡绒米之阕,具有典溅的一维结构,被称秀碳缡米管。年,科学家成功撼合成了单鼷结构豹碳纳米管,为溅论研究提供了完美的模型碳纳米管的发现具有十分深远的意义。碳纳米管独特的结构所决定的物理特性使其在未来技术应用上具省极大盼发展潜力。例如碳缩米餐由于箕管邋结构及多黧碳警之麓瓣类石墨墓颦豫,使萁成为最有潜力的储氢材料;由于纳米中空管及螺旋度的共同作用,具有极高的强度和理想的弹性,杨氏模量甚至可达谀谕獠阕潦了%豹癍交戆情况下,碳缡米营没有断裂,证舞其爨有菲再戆秘链和恢复能力。碳纳米管长径比谯蛞陨希慷缺雀稚倍,倪重量不及镪的,耐作良好的碳纤维材料;碳绒米管溉具有金属露电往,又其有半导俸馁,可以实现分子二裰篱襄三电檄静分子晶体管。碳纳米管在场歉发射方面的应用是其独特电学性质的又一爨要薅瑗。我翻知道,佥麓矣翡敬魄爱壹于金瓣矣壤其有汇聚邀力线鹣终用,因此它表面及周围区域的电场比实际的外加电场骚强很多。这种因发射体形状而导致的局域电场的相对增强称场增强效应。在一根直立戆瑗鳃寒警土癸翔逛场,瑗鬻会像避雷赞一样耱毫溺集中予琰酃。
射的猇关系是/~痸,丙不是理论瓣痸玪/“珹理论,∥/时,畍特性益,可以在比其他材料更低的外加电子发射是研究电子如何从物体内部通过表面而向真空逸出的辩学,鸯诠檀箎眙钷饲抗滂词固阋徊糠值缱渝藻妥裥в﹀嗳肽空,就是场致发射。这是一种与热电子发射、二次电子发射及光电子发射原理上完全不同的电子发射形式。场致发射靠很强的外部电场来攘髑携俸表覆戆势黛,谴势垒豹毫痍洚低、塞发交零,当势垒懿裹疫窄到可以和电子的波长玪啾饶獾氖保缱铀泶┬в头⒒幼用,金属内费米海中的大量电子穿过势爨进入真空。场致电子发射是一秘嘏子发瓣戆~秘卡分有效豹方式,它瓣发袈毫滚魄热臻掇大诲多数量级,可以提供商达/陨系姆⑸涞缌髅芏龋⑶也恍柙と龋几乎没有发射的时间迟滞效成。已经有~魑实验证实碳纳米管确实具有毫辩躺场电子麓射特性⋯。毯靛磺究碳纳米管场致发射黪理论还不成熬。传统的—理论用甆方程摇述了发射电流密度与外加电场之间的关系,是熬于金属的自由电子模型而建立的理论,并没有考虑发射体瓣能带缝掏纛毫子阉的