文档介绍：西北大学
硕士学位论文
基于碳纳米管的FED阴极制备及其场发射性能研究
姓名:李振红
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:任兆玉
20090601
摘要关键词:碳纳米管,场发射,丝网印刷,激光改性场发射显示器具有分辨率高、对比度好、响应速度快、视角广、亮度高等优点受到广泛关注。但由于阴极材料的限制,场发射显示器的在实用化和大尺寸等方面一直没有取得大的突破。碳纳米管具有很高的强度、良好的导热性及化学稳定性,因此是一种非常理想的场发射冷阴极材料。采用化学气相沉积法在不同基底上制备了碳纳米管薄膜,并对其场发射性能进行了比较。对碳纳米管场发射阴极的制备进行了研究,分别用丝网印刷法和印刷涂覆法制备了阴极,并且通过激光烧蚀和金属掺杂等方法对阴极薄膜进行改性,提高其场发射性能。本文主要包含以下几部分内容:⒉捎肗虵逑荡呋练直鹬票赋鎏寄米管,发现由、体系作催化剂制备的碳纳米管缠绕程度较轻,分布也较为均匀。由、体系作催化剂制备的碳纳米管团聚在一起,分布⒔獸荡呋两纤坑∮谑ⅰ⒐杵㈩哑希肅法原位生长薄膜,发现薄膜表面碳管的管径较为均一,碳管分布较为均匀,可以有⒂肍逑荡呋猎谑ⅰ⒐琛㈩鸦咨仙さ奶寄擅坠苤谱碳纳米管阴极作场发射研究,发现在石英基底上的碳纳米管薄膜场发射性能较好。开启电压为较低,电流密度比较大,发射稳定性比较好。⒃谒客∷⒐ひ盏幕∩希岢隽擞∷⑼扛补ひ眨酶霉ひ罩票傅奶寄擅坠芤极场发射开启电压比较低,发射电流比较大,但实验中发现发射电流的稳定性较差。üす馍帐春徒鹗舨粼拥确椒ǘ訡跫ū∧そ懈男裕岣吡顺》⑸湫阅堋场发射开启电压明显降低,发射电流显著增大,发射稳定性也得到了改善。不均匀。效的克服、系催化剂直接生长碳纳米管引起的团聚。
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指导教师签名:红垒亟盔趣兰兰学位论文作者签名:菇锄良锣可年/月,咱辍拢痳日辱毛黾黾西北大学学位论文知识产权声明书西北大学学位论文独创性声明及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名:本人声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢思。:￡己
第一章绪论弟一早三;、介于宏观材料和分子之间的粒子,其晶粒尺寸一般在¨。早在年诺贝尔物理学奖获得者,美国物理学家就曾预言:“如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化’’【。他所说的材料就是现在的纳米材料。然而直至瓴庞傻鹿即笱У腉以及美国阿贡实验室的相继成功地制得了纯物质的纳米细粉【。纳米本来是一种几何尺寸的量度单位,⒖刂坪团帕性印ⅰし肿樱纬沙寸在之间的“结构单元U庑┙峁沟ピ5某叽缯么τ谠印⒎肿游4淼奈观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带,具有很多意想不到的性质变化,从而成为物理学、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地【。由于纳米材料尺寸小,可与电子的德布罗意波长、超导相干波长及激子波尔半径相比拟,电子被局限在一个体积十分微小的纳米空间,电子输运受到限制,电子平均自由程很短,电子的局限性和相干性增强。尺度下降使纳米体系包含的原子数大大降低,宏观固体的准连续能带消失了,而呈分立的能级,量子尺寸效应凸现出来,这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规块体材料不同,出现许多新奇特性【这些奇异的性质主要是由于纳米材料的尺寸、表面结构和晶粒间的界面等因素决定的,具体表现在以下几个方面【浚当纳米粒子的尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸相当或更小时,周期性的边界条件被破坏,声、光、.电、磁、热力学特性等均会随着粒子尺寸的减小发生显著变化,这种因尺寸的减小而导致的变化称为小尺寸效应,也叫体积效应。纳米结构指的是以纳米尺度的物质单元为基础,纳米颗粒是指粒径尺寸在纳米数量小尺