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太赫兹真空电子器件用场发射阴极技术分析 被引量：2
1
作者 李兴辉 白国栋 +2 位作者 李含雁 丁明清 冯进军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第S1期48-51,共4页
本文阐述了太赫兹真空电子器件对阴极电子源的需求条件,分析了在该器件中应用场发射阴极的可能性。介绍了当前两种主要场发射阴极,即金属薄膜场发射阴极和碳纳米管场发射阴极的国内外发展情况,指出了它们各自的优势以及实际应用中存在... 本文阐述了太赫兹真空电子器件对阴极电子源的需求条件,分析了在该器件中应用场发射阴极的可能性。介绍了当前两种主要场发射阴极,即金属薄膜场发射阴极和碳纳米管场发射阴极的国内外发展情况,指出了它们各自的优势以及实际应用中存在的障碍,并提出了相应的解决途径。试验和分析结果表明,场发射阴极具有很好的太赫兹真空电子器件应用前景。 展开更多
关键词 太赫兹 真空电子器件 场发射阴极 金属薄膜场发射阴极 碳纳米管
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涂布法制备碳纳米管场发射阴极及其性能的研究 被引量：9
2
作者 冯涛 柳襄怀 +3 位作者 王曦 李琼 徐静芳 诸玉坤 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期406-408,共3页
碳纳米管（CNT）作为场发射阴极（FEC）具有很好的性能。报导了利用粉末状碳纳米管制作CNT-FEC的方法,包括涂布方法、纯化方法和表面处理方法。主要关心的FEC性能为电子发射均匀性、电流密度和寿命。
关键词 涂布法 制备 场发射阴极 碳纳米管 FEC
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钛基纳米金刚石涂层场发射阴极 被引量：10
3
作者 翟春雪 张志勇 +2 位作者 王雪文 赵武 阎军锋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期30-33,共4页
设计了一种新的金刚石场发射阴极工艺.用旋涂法在金属钛片上涂覆纳米金刚石涂层,经过适当条件的真空热处理,实现钛与金刚石之间的化学键合即欧姆接触,从而形成以金属钛为衬底,碳化钛键合层为过渡层,金刚石纳米颗粒为场发射体的场发射阴... 设计了一种新的金刚石场发射阴极工艺.用旋涂法在金属钛片上涂覆纳米金刚石涂层,经过适当条件的真空热处理,实现钛与金刚石之间的化学键合即欧姆接触,从而形成以金属钛为衬底,碳化钛键合层为过渡层,金刚石纳米颗粒为场发射体的场发射阴极.样品的阈值场强可达6.3 V/μm,场发射电流密度在21 V/μm场强下可达到60.7μA/cm2.提出了样品的结构模型,并分析了其电子输运方式.样品的Fowler-Nordheim曲线基本为一直线,根据经典场发射理论,可以证实其电子发射机制为场发射.观察到在获得稳定的场发射性能之前存在激发过程,并对其作了简单解释. 展开更多
关键词 半导体材料 场发射阴极 键合 纳米金刚石 钛衬底
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电泳淀积图形化碳纳米管场发射阴极及其场发射特性研究 被引量：10
4
作者 吕文辉 宋航 +6 位作者 金亿鑫 赵辉 赵海峰 李志明 蒋红 缪国庆 刘乃康 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期213-217,共5页
基于电泳和半导体工艺,制备了图形化的碳纳米管场发射阴极。用较高的电场激活碳纳米管薄膜,使得碳纳米管的场发射特性有了很大的改善,讨论了这一激活过程的物理机制。研究表明,这一激活过程可能的物理机制一方面是由于碳纳米管薄膜表面... 基于电泳和半导体工艺,制备了图形化的碳纳米管场发射阴极。用较高的电场激活碳纳米管薄膜,使得碳纳米管的场发射特性有了很大的改善,讨论了这一激活过程的物理机制。研究表明,这一激活过程可能的物理机制一方面是由于碳纳米管薄膜表面形貌发生了变化,增大了碳纳米管的场增强因子;另一方面是由于碳纳米管表面吸附的气体脱附,降低了碳纳米管的表面功函数。电场激活处理后,碳纳米管薄膜的开启电场为2.1 V/μm,应用电场为6 V/μm时,电流密度达到1.19mA/cm2。该图形化的碳纳米管场发射阴极可以应用到高分辨率场发射显示器。 展开更多
关键词 碳纳米管 场发射阴极 电泳淀积 电场激活 物理机制
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丝网印刷制备碳纳米管场发射阴极的研究 被引量：9
5
作者 周雪东 雷威 +3 位作者 张宇宁 王琦龙 李俊涛 李家会 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期47-50,共4页
碳纳米管 (CNT)是理想的场发射阴极材料。本文分析了CNT的长度、直径以及排列密度与CNT阴极场增强因子的关系 ,研究了大面积CNT场发射阴极的丝网制备技术 ,包括CNT浆料配制、阴极电极的制作、阴极烧制方法和表面处理方法。文中实际制备... 碳纳米管 (CNT)是理想的场发射阴极材料。本文分析了CNT的长度、直径以及排列密度与CNT阴极场增强因子的关系 ,研究了大面积CNT场发射阴极的丝网制备技术 ,包括CNT浆料配制、阴极电极的制作、阴极烧制方法和表面处理方法。文中实际制备了CNT阴极 ,利用二极管结构测试了对其表面处理前后的场发射性能。实验结果证明 ,采用本文所研究的制备技术能够印制高性能的场发射CNT阴极 。 展开更多
关键词 丝网印刷 碳纳米管 场发射阴极 制备工艺 CNT CVD 化学气相沉积
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电泳法制备碳纳米管场发射阴极的研究 被引量：10
6
作者 王莉莉 孙卓 +1 位作者 陈婷 陈奕卫 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期4-7,共4页
利用传统的电泳方法,在玻璃基片上成功地制备了场发射用碳纳米管阴极薄膜。用扫描电子显微镜和拉曼光谱观察了薄膜的形貌和结构,并测试了所制备的薄膜阴极的场发射特性。实验结果表明在玻璃的银浆导电层上沉积了一层较薄而均匀的碳纳米... 利用传统的电泳方法,在玻璃基片上成功地制备了场发射用碳纳米管阴极薄膜。用扫描电子显微镜和拉曼光谱观察了薄膜的形貌和结构,并测试了所制备的薄膜阴极的场发射特性。实验结果表明在玻璃的银浆导电层上沉积了一层较薄而均匀的碳纳米管膜,其场发射特性与丝网印刷工艺制备的阴极有相似甚至更佳的性能,具有更好的发射均匀性。采用电泳方法制备场发射阴极具有简单易行,成本低廉等优势,可以避免丝网印刷工艺带来的有机杂质污染和发射不均匀等问题。 展开更多
关键词 碳纳米管 场发射阴极 电泳沉积 丝网印刷
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电泳沉积纳米金刚石涂层场发射阴极工艺研究 被引量：5
7
作者 张艳阳 张志勇 +1 位作者 翟春雪 杨万昌 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第1期119-121,125,共4页
采用电泳沉积(EPD)制备薄膜的方法,在金属钛片上均匀地涂覆纳米金刚石涂层,经真空热处理,制成场发射阴极。该文主要研究了不同的电泳液配方、电泳电压及电泳时间对涂层制备的影响。实验结果表明,粘度系数较大的电泳液及较低的电泳电压... 采用电泳沉积(EPD)制备薄膜的方法,在金属钛片上均匀地涂覆纳米金刚石涂层,经真空热处理,制成场发射阴极。该文主要研究了不同的电泳液配方、电泳电压及电泳时间对涂层制备的影响。实验结果表明,粘度系数较大的电泳液及较低的电泳电压下适当延长电泳时间有利于改善涂层的均匀性和致密性;典型样品开启电场为5.5 V/μm,在20 V/μm场强下的电流密度达到169μA/cm^2。发光测试表明,发光点密度较大且均匀分布,发光稳定,亮度较高。用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的成份及形貌进行了分析,结合其场发射测试结果,解释了样品性能的差异和变化。 展开更多
关键词 纳米金刚石涂层 场发射阴极 电泳沉积 薄膜
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场发射阴极及其应用的回顾与展望 被引量：17
8
作者 李兴辉 白国栋 +3 位作者 李含雁 丁明清 冯进军 廖复疆 《真空电子技术》 2015年第2期50-63,共14页
本文综述了Spindt阴极、碳纳米管、碳纤维等场发射阴极的发展历史及国内外最新研究进展,以及以场发射阴极作为电子源,在行波管、X射线管、显示器件、太赫兹真空器件及真空纳米三极管中应用的发展情况。根据场发射阴极研究现状,分别分析... 本文综述了Spindt阴极、碳纳米管、碳纤维等场发射阴极的发展历史及国内外最新研究进展,以及以场发射阴极作为电子源,在行波管、X射线管、显示器件、太赫兹真空器件及真空纳米三极管中应用的发展情况。根据场发射阴极研究现状,分别分析了场发射阴极各自具有的优势,以及其在电子器件中应用存在的问题,并探讨了相应的改进措施。 展开更多
关键词 场发射阴极 Spindt阴极 碳纳米管 碳纤维 微波真空器件 X射线管 显示器件 太赫兹真空器件 真空纳米三极管
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薄膜场发射阴极中纳米线密度的理论优化 被引量：12
9
作者 赵晓雪 张耿民 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期357-359,365,共4页
现在人们正在研究各种纳米线薄膜 ,因为它们很有可能成为新一代的场发射阴极而被应用于平面显示器等器件中。研究表明 ,除了纳米线的物理特性 ,薄膜的场发射特性也强烈地依赖于纳米线阵列的几何构造。一方面 ,薄膜阴极的纳米线阵列密度... 现在人们正在研究各种纳米线薄膜 ,因为它们很有可能成为新一代的场发射阴极而被应用于平面显示器等器件中。研究表明 ,除了纳米线的物理特性 ,薄膜的场发射特性也强烈地依赖于纳米线阵列的几何构造。一方面 ,薄膜阴极的纳米线阵列密度要足够大 ,使得大量的场发射源能够产生。另一方面 ,过大的密度带来的屏蔽效应将严重削弱纳米线尖端的局域电场。在本文的参数下 。 展开更多
关键词 理论优化 薄膜场发射阴极 纳米线密度 场增强因子 ANSYS软件 纳米线薄膜
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电泳法制备场发射阴极的性能优化研究 被引量：1
10
作者 王莉莉 陈奕卫 +5 位作者 陈婷 孙卓 冯涛 张燕萍 高阳 阙文修 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期701-707,共7页
电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管... 电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管配置电泳液,由于制备方法和碳管本身的特性,管子在电泳溶液中呈现不同的分散性。碳管管径较粗时由于表面自由能相对小,所以碳管在溶液中不易形成团聚物,电泳沉积的阴极会均匀平整;管径小的碳管则由于容易团聚,需要加入表面活性剂来改善其在电泳溶液中的分散性。场发射特性和发光显示图实验结果发现,即使得到相同均匀平整的阴极,但是由于碳管本身的发射能力的差异性最终导致电泳沉积得到的阴极的场发射特性的不同。另外,电泳的实验条件也会对沉积的阴极的场发射性能和形貌产生影响。在不同电泳直流电压条件下,碳管薄膜的密度分布和厚度不同,呈现出不同的场发射能力,结果表明当电压值在25V时可以得到性能最佳的场发射阴极。 展开更多
关键词 场发射材料 碳纳米管 电泳 场发射阴极 电压
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场发射阴极微焦点X射线管初步研究 被引量：6
11
作者 李兴辉 胡银富 +4 位作者 蔡军 白国栋 寇建勇 冯进军 廖复疆 《真空电子技术》 2016年第1期5-6,10,共3页
本文研究目标是实现碳纳米管场发射阴极、微焦点、快速反应X射线管,实现目标参数为工作电压40kV,工作电流1mA,X射线焦斑尺寸直径小于0.5mm。通过模拟计算,确定了碳纳米管阴极,金属网格栅极,双环圈聚焦极,阳极的结构方案。并在碳纳米管... 本文研究目标是实现碳纳米管场发射阴极、微焦点、快速反应X射线管,实现目标参数为工作电压40kV,工作电流1mA,X射线焦斑尺寸直径小于0.5mm。通过模拟计算,确定了碳纳米管阴极,金属网格栅极,双环圈聚焦极,阳极的结构方案。并在碳纳米管阴极研制,金属栅网加工,电子枪装配等方面进行了初步研究,为实现X射线整管奠定基础。 展开更多
关键词 场发射阴极 碳纳米管 微焦点 X射线管
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用有限元方法计算X光源场发射阴极电流 被引量：1
12
作者 解滨 陈波 +2 位作者 韩邦诚 尼启良 巩岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第2期221-225,共5页
针对场致发射阵列建立了有效的三维有限元模型来分析单个尖锥的发射电流。考虑到场致发射阵列的周期性和尖锥的轴对称性,仅对一个尖锥单元的1/4进行分析。对模型的表面施加电压边界条件,计算得到尖锥表面电场强度分布,电场强度在尖锥顶... 针对场致发射阵列建立了有效的三维有限元模型来分析单个尖锥的发射电流。考虑到场致发射阵列的周期性和尖锥的轴对称性,仅对一个尖锥单元的1/4进行分析。对模型的表面施加电压边界条件,计算得到尖锥表面电场强度分布,电场强度在尖锥顶点最强,场发射电流在此处也最强。由Fowler Nordheim函数可得到尖锥表面的场致发射电流密度分布,对整个尖锥表面进行积分后得到了单个尖锥的场致发射电流约为7μA。计算了在100V门电压下不同顶端半径的场致发射电流。结果显示,场发射对顶端半径有很强的依赖性。计算了100个顶端半径为8nm的尖锥在不同门电压下的总场致发射电流,发射电流与开启电压与实际测量值符合得很好。 展开更多
关键词 场发射阴极 有限元 Spindt型阴极 发射电流 Fowler-Nordheim函数 计算 X光源
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碳纳米管场发射阴极制备技术的最新进展 被引量：6
13
作者 邢晓曼 代秋声 《CT理论与应用研究（中英文）》 2013年第1期181-194,共14页
碳纳米管拥有理想场发射材料的诸多特性,但是目前碳纳米冷阴极制备技术尚存在不可控性和不稳定性,仅在平面显示,电子显微镜针尖和小剂量X射线管方面有商业产品推出。本文介绍了CNT作为场发射电子源在高电场和高电流密度应用中的研究进展... 碳纳米管拥有理想场发射材料的诸多特性,但是目前碳纳米冷阴极制备技术尚存在不可控性和不稳定性,仅在平面显示,电子显微镜针尖和小剂量X射线管方面有商业产品推出。本文介绍了CNT作为场发射电子源在高电场和高电流密度应用中的研究进展,对场发射阴极最新制造技术进行了比较,并对场发射机制进行深入探讨。针对制约其电流发射特性和使用寿命的技术难题,对各种应对方案进行比较分析。在这些方案的基础之上对制备技术进一步优化,很可能解决应用瓶颈,推动CNT场发射阴极的广泛应用。 展开更多
关键词 碳纳米管 场发射阴极 大电流
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钛基纳米金刚石涂层场发射阴极的工艺改进 被引量：1
14
作者 翟春雪 张志勇 +1 位作者 王雪文 秦坤 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期34-36,40,共4页
钛基纳米金刚石涂层场发射阴极适于大面积制备,但原始工艺制备出的样品场发射性能较低.为提高样品的性能,对原始工艺进行了改进:首先,改变分散液成分,在原分散液中加入表面活性剂以改善金刚石纳米粉的分散效果;其次,改变真空热处理(HFC... 钛基纳米金刚石涂层场发射阴极适于大面积制备,但原始工艺制备出的样品场发射性能较低.为提高样品的性能,对原始工艺进行了改进:首先,改变分散液成分,在原分散液中加入表面活性剂以改善金刚石纳米粉的分散效果;其次,改变真空热处理(HFCVD)系统的热丝结构使样品热处理时的温度场更加均匀;最后,在原工艺基础上增加表面处理环节,用射频氢等离子体对金刚石纳米粉涂层进行表面处理以降低样品的场发射阈值.经过工艺改进,样品的阈值场强由6.3 V/μm降低至1.9 V/μm,在17.6 V/μm场强下的场发射电流密度由56.1μA/cm2提高到61μA/cm2. 展开更多
关键词 场发射阴极 纳米金刚石涂层 表面活性剂 热处理 氢等离子体处理
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硅薄膜场发射阴极的制造和性能 被引量：1
15
作者 李琼 袁美英 +4 位作者 汤世豪 徐静芳 付勇 张锻 吴俊雷 《微细加工技术》 1993年第3期58-65,共8页
本文评述了薄膜场发射阴极的一般制造方法后,介绍了我们的制造技术。我们用硅材料为基体,用各向同性的湿法化学腐蚀工艺制出尖端,用氧化增尖和自对准栅极工艺制成TFFEC—薄膜场发射阴极。外加阳极就构成了三极管。本文给出了TFFEC和三... 本文评述了薄膜场发射阴极的一般制造方法后,介绍了我们的制造技术。我们用硅材料为基体,用各向同性的湿法化学腐蚀工艺制出尖端,用氧化增尖和自对准栅极工艺制成TFFEC—薄膜场发射阴极。外加阳极就构成了三极管。本文给出了TFFEC和三极管的测试性能。 展开更多
关键词 电真空有源器件 场发射阴极 硅膜 制造 性能
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碳纳米管场发射阴极的制备及其场发射特性
16
作者 吕文辉 宋航 +8 位作者 金亿鑫 魏燕燕 郭万国 曹连振 陈雷锋 赵海峰 李志明 蒋红 缪国庆 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期983-987,共5页
采用电泳法将碳纳米管组装到电化学淀积的银台阵列上作为场发射阴极并研究了它的场发射特性。场发射特性测试结果表明:该阴极具有优异的场发射特性,开启电场为2.8V/μm,在应用电场为5.5V/μm时,发射电流密度达到1.7mA/cm2。具有优异的... 采用电泳法将碳纳米管组装到电化学淀积的银台阵列上作为场发射阴极并研究了它的场发射特性。场发射特性测试结果表明:该阴极具有优异的场发射特性,开启电场为2.8V/μm,在应用电场为5.5V/μm时,发射电流密度达到1.7mA/cm2。具有优异的发射性能的原因可以归结到银台的边缘和银台类山状的表面增强了碳纳米管的场致电子发射。该阴极制备工艺简单、发射特性优异,且容易实现大面积制备,可以应用到大面积场发射显示器件中。 展开更多
关键词 碳纳米管 场发射阴极 银台阵列 电泳淀积 电化学淀积
原文传递
硅锥场发射阴极电热状态的数值模拟
17
作者 皇甫鲁江 朱长纯 《真空科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期427-432,共6页
用有限差分法求解相互耦合的电流连续方程和导热方程 ,对硅锥阴极的电热状态进行了数值模拟。模拟中采用了与温度、电场相关电导率模型以及和温度相关的热导率模型。模拟的结果表明 ,锥体顶端的电位变化比较突出 ,在较小的电流下其内部... 用有限差分法求解相互耦合的电流连续方程和导热方程 ,对硅锥阴极的电热状态进行了数值模拟。模拟中采用了与温度、电场相关电导率模型以及和温度相关的热导率模型。模拟的结果表明 ,锥体顶端的电位变化比较突出 ,在较小的电流下其内部电场即可以达到临界场强 ,使载流子漂移速度开始饱和 ,并表现出饱和的发射特性。在尖锥顶端内部电场达到临界场强直至发生碰撞电离时 。 展开更多
关键词 硅锥 场发射阴极 数值模拟 电热状态
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电泳法制备纳米金刚石场发射阴极 被引量：3
18
作者 李晓燕 张志勇 +3 位作者 翟春雪 张富春 刘立军 纪红芬 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A02期465-467,共3页
用电泳法制备了纳米金刚石场发射阴极，研究了不同热处理环境对场发射性能的影响．在气氛炉中热处理的样品其阈值场强为8．0V/μm，场发射电流密度在17．7V/μm场强下可达到1361aA/cm^2；而在真空环境中热处理样品的场发射特性与之相比... 用电泳法制备了纳米金刚石场发射阴极，研究了不同热处理环境对场发射性能的影响．在气氛炉中热处理的样品其阈值场强为8．0V/μm，场发射电流密度在17．7V/μm场强下可达到1361aA/cm^2；而在真空环境中热处理样品的场发射特性与之相比有明显提高，其阈值场强为3．83V/Hm，场发射电流密度在9．44V/μm场强下可达到2801aA/cm^2。用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品表面的结构、成份及形貌进行分析，表明真空环境下的热处理，更有利于样品的电子发射． 展开更多
关键词 电泳 纳米金刚石 场发射阴极
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植布法制备镍基碳纳米管场发射阴极及其性能研究 被引量：1
19
作者 崔雪梅 王艳 +1 位作者 邓敏 丁桂甫 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1972-1976,共5页
提出了一种新型的制备碳纳米管场发射阴极的方法———植布法,详细描述了植布法工艺,并用扫描电镜观察植布法得到的样品的表面形态,讨论了球磨工艺、碳管和聚合物分散剂不同质量配比,及聚合物介质刻蚀时间的长短对最终场发射阴极性能的... 提出了一种新型的制备碳纳米管场发射阴极的方法———植布法,详细描述了植布法工艺,并用扫描电镜观察植布法得到的样品的表面形态,讨论了球磨工艺、碳管和聚合物分散剂不同质量配比,及聚合物介质刻蚀时间的长短对最终场发射阴极性能的影响。实验表明植布法制备的场发射阴极具有良好的场发射性能,如低的开启电压(约为1.7V/μm),高的电流密度(在3.6V/μm下,电流密度可以达到26mA/cm2)。该方法结合了传统直接生长和丝网印刷法制备碳纳米管阴极的优点,实现了碳纳米管与金属基底可靠结合的结构,广泛适用于以该结构作为核心功能单元的器件。 展开更多
关键词 碳纳米管 聚酰亚胺 场发射阴极 场发射性能 植布法
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用于场发射显示器的火山口型场发射阴极 被引量：2
20
作者 程元红 祁康成 《现代显示》 2006年第8期40-44,共5页
介绍一种国内外研究的用于场发射显示器的火山口型场发射阴极,它相对于尖锥型场发射阴极来说,具有制作方法简单,制作成本更低,发射一致性更好,更适合大规模工业化生产。但不足之处是发射电流密度太小和有较大的栅极电流。文章详细介绍... 介绍一种国内外研究的用于场发射显示器的火山口型场发射阴极,它相对于尖锥型场发射阴极来说,具有制作方法简单,制作成本更低,发射一致性更好,更适合大规模工业化生产。但不足之处是发射电流密度太小和有较大的栅极电流。文章详细介绍了火山口型场发射阴极的制作过程,分析并测试了其发射性能以及转移到玻璃基底上的制作方法。最后还介绍了火山口型场发射阴极的改进型-跑道型场发射阴极。 展开更多
关键词 火山口 场发射阴极 场致发射显示器
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